Allow loop-idiom to run on multiple BB loops, but still only scan the loop
[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.  Here is a multiply idiom:
78
79 unsigned int mul(unsigned int a,unsigned int b) {
80  if ((unsigned long long)a*b>0xffffffff)
81    exit(0);
82   return a*b;
83 }
84
85 //===---------------------------------------------------------------------===//
86
87 Get the C front-end to expand hypot(x,y) -> llvm.sqrt(x*x+y*y) when errno and
88 precision don't matter (ffastmath).  Misc/mandel will like this. :)  This isn't
89 safe in general, even on darwin.  See the libm implementation of hypot for
90 examples (which special case when x/y are exactly zero to get signed zeros etc
91 right).
92
93 //===---------------------------------------------------------------------===//
94
95 Solve this DAG isel folding deficiency:
96
97 int X, Y;
98
99 void fn1(void)
100 {
101   X = X | (Y << 3);
102 }
103
104 compiles to
105
106 fn1:
107         movl Y, %eax
108         shll $3, %eax
109         orl X, %eax
110         movl %eax, X
111         ret
112
113 The problem is the store's chain operand is not the load X but rather
114 a TokenFactor of the load X and load Y, which prevents the folding.
115
116 There are two ways to fix this:
117
118 1. The dag combiner can start using alias analysis to realize that y/x
119    don't alias, making the store to X not dependent on the load from Y.
120 2. The generated isel could be made smarter in the case it can't
121    disambiguate the pointers.
122
123 Number 1 is the preferred solution.
124
125 This has been "fixed" by a TableGen hack. But that is a short term workaround
126 which will be removed once the proper fix is made.
127
128 //===---------------------------------------------------------------------===//
129
130 On targets with expensive 64-bit multiply, we could LSR this:
131
132 for (i = ...; ++i) {
133    x = 1ULL << i;
134
135 into:
136  long long tmp = 1;
137  for (i = ...; ++i, tmp+=tmp)
138    x = tmp;
139
140 This would be a win on ppc32, but not x86 or ppc64.
141
142 //===---------------------------------------------------------------------===//
143
144 Shrink: (setlt (loadi32 P), 0) -> (setlt (loadi8 Phi), 0)
145
146 //===---------------------------------------------------------------------===//
147
148 Reassociate should turn things like:
149
150 int factorial(int X) {
151  return X*X*X*X*X*X*X*X;
152 }
153
154 into llvm.powi calls, allowing the code generator to produce balanced
155 multiplication trees.
156
157 First, the intrinsic needs to be extended to support integers, and second the
158 code generator needs to be enhanced to lower these to multiplication trees.
159
160 //===---------------------------------------------------------------------===//
161
162 Interesting? testcase for add/shift/mul reassoc:
163
164 int bar(int x, int y) {
165   return x*x*x+y+x*x*x*x*x*y*y*y*y;
166 }
167 int foo(int z, int n) {
168   return bar(z, n) + bar(2*z, 2*n);
169 }
170
171 This is blocked on not handling X*X*X -> powi(X, 3) (see note above).  The issue
172 is that we end up getting t = 2*X  s = t*t   and don't turn this into 4*X*X,
173 which is the same number of multiplies and is canonical, because the 2*X has
174 multiple uses.  Here's a simple example:
175
176 define i32 @test15(i32 %X1) {
177   %B = mul i32 %X1, 47   ; X1*47
178   %C = mul i32 %B, %B
179   ret i32 %C
180 }
181
182
183 //===---------------------------------------------------------------------===//
184
185 Reassociate should handle the example in GCC PR16157:
186
187 extern int a0, a1, a2, a3, a4; extern int b0, b1, b2, b3, b4; 
188 void f () {  /* this can be optimized to four additions... */ 
189         b4 = a4 + a3 + a2 + a1 + a0; 
190         b3 = a3 + a2 + a1 + a0; 
191         b2 = a2 + a1 + a0; 
192         b1 = a1 + a0; 
193
194
195 This requires reassociating to forms of expressions that are already available,
196 something that reassoc doesn't think about yet.
197
198
199 //===---------------------------------------------------------------------===//
200
201 This function: (derived from GCC PR19988)
202 double foo(double x, double y) {
203   return ((x + 0.1234 * y) * (x + -0.1234 * y));
204 }
205
206 compiles to:
207 _foo:
208         movapd  %xmm1, %xmm2
209         mulsd   LCPI1_1(%rip), %xmm1
210         mulsd   LCPI1_0(%rip), %xmm2
211         addsd   %xmm0, %xmm1
212         addsd   %xmm0, %xmm2
213         movapd  %xmm1, %xmm0
214         mulsd   %xmm2, %xmm0
215         ret
216
217 Reassociate should be able to turn it into:
218
219 double foo(double x, double y) {
220   return ((x + 0.1234 * y) * (x - 0.1234 * y));
221 }
222
223 Which allows the multiply by constant to be CSE'd, producing:
224
225 _foo:
226         mulsd   LCPI1_0(%rip), %xmm1
227         movapd  %xmm1, %xmm2
228         addsd   %xmm0, %xmm2
229         subsd   %xmm1, %xmm0
230         mulsd   %xmm2, %xmm0
231         ret
232
233 This doesn't need -ffast-math support at all.  This is particularly bad because
234 the llvm-gcc frontend is canonicalizing the later into the former, but clang
235 doesn't have this problem.
236
237 //===---------------------------------------------------------------------===//
238
239 These two functions should generate the same code on big-endian systems:
240
241 int g(int *j,int *l)  {  return memcmp(j,l,4);  }
242 int h(int *j, int *l) {  return *j - *l; }
243
244 this could be done in SelectionDAGISel.cpp, along with other special cases,
245 for 1,2,4,8 bytes.
246
247 //===---------------------------------------------------------------------===//
248
249 It would be nice to revert this patch:
250 http://lists.cs.uiuc.edu/pipermail/llvm-commits/Week-of-Mon-20060213/031986.html
251
252 And teach the dag combiner enough to simplify the code expanded before 
253 legalize.  It seems plausible that this knowledge would let it simplify other
254 stuff too.
255
256 //===---------------------------------------------------------------------===//
257
258 For vector types, TargetData.cpp::getTypeInfo() returns alignment that is equal
259 to the type size. It works but can be overly conservative as the alignment of
260 specific vector types are target dependent.
261
262 //===---------------------------------------------------------------------===//
263
264 We should produce an unaligned load from code like this:
265
266 v4sf example(float *P) {
267   return (v4sf){P[0], P[1], P[2], P[3] };
268 }
269
270 //===---------------------------------------------------------------------===//
271
272 Add support for conditional increments, and other related patterns.  Instead
273 of:
274
275         movl 136(%esp), %eax
276         cmpl $0, %eax
277         je LBB16_2      #cond_next
278 LBB16_1:        #cond_true
279         incl _foo
280 LBB16_2:        #cond_next
281
282 emit:
283         movl    _foo, %eax
284         cmpl    $1, %edi
285         sbbl    $-1, %eax
286         movl    %eax, _foo
287
288 //===---------------------------------------------------------------------===//
289
290 Combine: a = sin(x), b = cos(x) into a,b = sincos(x).
291
292 Expand these to calls of sin/cos and stores:
293       double sincos(double x, double *sin, double *cos);
294       float sincosf(float x, float *sin, float *cos);
295       long double sincosl(long double x, long double *sin, long double *cos);
296
297 Doing so could allow SROA of the destination pointers.  See also:
298 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=17687
299
300 This is now easily doable with MRVs.  We could even make an intrinsic for this
301 if anyone cared enough about sincos.
302
303 //===---------------------------------------------------------------------===//
304
305 quantum_sigma_x in 462.libquantum contains the following loop:
306
307       for(i=0; i<reg->size; i++)
308         {
309           /* Flip the target bit of each basis state */
310           reg->node[i].state ^= ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
311         } 
312
313 Where MAX_UNSIGNED/state is a 64-bit int.  On a 32-bit platform it would be just
314 so cool to turn it into something like:
315
316    long long Res = ((MAX_UNSIGNED) 1 << target);
317    if (target < 32) {
318      for(i=0; i<reg->size; i++)
319        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFFULL;
320    } else {
321      for(i=0; i<reg->size; i++)
322        reg->node[i].state ^= Res & 0xFFFFFFFF00000000ULL
323    }
324    
325 ... which would only do one 32-bit XOR per loop iteration instead of two.
326
327 It would also be nice to recognize the reg->size doesn't alias reg->node[i], but
328 this requires TBAA.
329
330 //===---------------------------------------------------------------------===//
331
332 This isn't recognized as bswap by instcombine (yes, it really is bswap):
333
334 unsigned long reverse(unsigned v) {
335     unsigned t;
336     t = v ^ ((v << 16) | (v >> 16));
337     t &= ~0xff0000;
338     v = (v << 24) | (v >> 8);
339     return v ^ (t >> 8);
340 }
341
342 Neither is this (very standard idiom):
343
344 int f(int n)
345 {
346   return (((n) << 24) | (((n) & 0xff00) << 8) 
347        | (((n) >> 8) & 0xff00) | ((n) >> 24));
348 }
349
350 //===---------------------------------------------------------------------===//
351
352 [LOOP RECOGNITION]
353
354 These idioms should be recognized as popcount (see PR1488):
355
356 unsigned countbits_slow(unsigned v) {
357   unsigned c;
358   for (c = 0; v; v >>= 1)
359     c += v & 1;
360   return c;
361 }
362 unsigned countbits_fast(unsigned v){
363   unsigned c;
364   for (c = 0; v; c++)
365     v &= v - 1; // clear the least significant bit set
366   return c;
367 }
368
369 BITBOARD = unsigned long long
370 int PopCnt(register BITBOARD a) {
371   register int c=0;
372   while(a) {
373     c++;
374     a &= a - 1;
375   }
376   return c;
377 }
378 unsigned int popcount(unsigned int input) {
379   unsigned int count = 0;
380   for (unsigned int i =  0; i < 4 * 8; i++)
381     count += (input >> i) & i;
382   return count;
383 }
384
385 This is a form of idiom recognition for loops, the same thing that could be
386 useful for recognizing memset/memcpy.  This sort of thing should be added to the
387 loop idiom pass.
388
389 //===---------------------------------------------------------------------===//
390
391 These should turn into single 16-bit (unaligned?) loads on little/big endian
392 processors.
393
394 unsigned short read_16_le(const unsigned char *adr) {
395   return adr[0] | (adr[1] << 8);
396 }
397 unsigned short read_16_be(const unsigned char *adr) {
398   return (adr[0] << 8) | adr[1];
399 }
400
401 //===---------------------------------------------------------------------===//
402
403 -instcombine should handle this transform:
404    icmp pred (sdiv X / C1 ), C2
405 when X, C1, and C2 are unsigned.  Similarly for udiv and signed operands. 
406
407 Currently InstCombine avoids this transform but will do it when the signs of
408 the operands and the sign of the divide match. See the FIXME in 
409 InstructionCombining.cpp in the visitSetCondInst method after the switch case 
410 for Instruction::UDiv (around line 4447) for more details.
411
412 The SingleSource/Benchmarks/Shootout-C++/hash and hash2 tests have examples of
413 this construct. 
414
415 //===---------------------------------------------------------------------===//
416
417 [LOOP OPTIMIZATION]
418
419 SingleSource/Benchmarks/Misc/dt.c shows several interesting optimization
420 opportunities in its double_array_divs_variable function: it needs loop
421 interchange, memory promotion (which LICM already does), vectorization and
422 variable trip count loop unrolling (since it has a constant trip count). ICC
423 apparently produces this very nice code with -ffast-math:
424
425 ..B1.70:                        # Preds ..B1.70 ..B1.69
426        mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
427        mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
428        mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
429        mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
430        addl      $8, %edx                                      #
431        cmpl      $131072, %edx                                 #108.2
432        jb        ..B1.70       # Prob 99%                      #108.2
433
434 It would be better to count down to zero, but this is a lot better than what we
435 do.
436
437 //===---------------------------------------------------------------------===//
438
439 Consider:
440
441 typedef unsigned U32;
442 typedef unsigned long long U64;
443 int test (U32 *inst, U64 *regs) {
444     U64 effective_addr2;
445     U32 temp = *inst;
446     int r1 = (temp >> 20) & 0xf;
447     int b2 = (temp >> 16) & 0xf;
448     effective_addr2 = temp & 0xfff;
449     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
450     b2 = (temp >> 12) & 0xf;
451     if (b2) effective_addr2 += regs[b2];
452     effective_addr2 &= regs[4];
453      if ((effective_addr2 & 3) == 0)
454         return 1;
455     return 0;
456 }
457
458 Note that only the low 2 bits of effective_addr2 are used.  On 32-bit systems,
459 we don't eliminate the computation of the top half of effective_addr2 because
460 we don't have whole-function selection dags.  On x86, this means we use one
461 extra register for the function when effective_addr2 is declared as U64 than
462 when it is declared U32.
463
464 PHI Slicing could be extended to do this.
465
466 //===---------------------------------------------------------------------===//
467
468 LSR should know what GPR types a target has from TargetData.  This code:
469
470 volatile short X, Y; // globals
471
472 void foo(int N) {
473   int i;
474   for (i = 0; i < N; i++) { X = i; Y = i*4; }
475 }
476
477 produces two near identical IV's (after promotion) on PPC/ARM:
478
479 LBB1_2:
480         ldr r3, LCPI1_0
481         ldr r3, [r3]
482         strh r2, [r3]
483         ldr r3, LCPI1_1
484         ldr r3, [r3]
485         strh r1, [r3]
486         add r1, r1, #4
487         add r2, r2, #1   <- [0,+,1]
488         sub r0, r0, #1   <- [0,-,1]
489         cmp r0, #0
490         bne LBB1_2
491
492 LSR should reuse the "+" IV for the exit test.
493
494 //===---------------------------------------------------------------------===//
495
496 Tail call elim should be more aggressive, checking to see if the call is
497 followed by an uncond branch to an exit block.
498
499 ; This testcase is due to tail-duplication not wanting to copy the return
500 ; instruction into the terminating blocks because there was other code
501 ; optimized out of the function after the taildup happened.
502 ; RUN: llvm-as < %s | opt -tailcallelim | llvm-dis | not grep call
503
504 define i32 @t4(i32 %a) {
505 entry:
506         %tmp.1 = and i32 %a, 1          ; <i32> [#uses=1]
507         %tmp.2 = icmp ne i32 %tmp.1, 0          ; <i1> [#uses=1]
508         br i1 %tmp.2, label %then.0, label %else.0
509
510 then.0:         ; preds = %entry
511         %tmp.5 = add i32 %a, -1         ; <i32> [#uses=1]
512         %tmp.3 = call i32 @t4( i32 %tmp.5 )             ; <i32> [#uses=1]
513         br label %return
514
515 else.0:         ; preds = %entry
516         %tmp.7 = icmp ne i32 %a, 0              ; <i1> [#uses=1]
517         br i1 %tmp.7, label %then.1, label %return
518
519 then.1:         ; preds = %else.0
520         %tmp.11 = add i32 %a, -2                ; <i32> [#uses=1]
521         %tmp.9 = call i32 @t4( i32 %tmp.11 )            ; <i32> [#uses=1]
522         br label %return
523
524 return:         ; preds = %then.1, %else.0, %then.0
525         %result.0 = phi i32 [ 0, %else.0 ], [ %tmp.3, %then.0 ],
526                             [ %tmp.9, %then.1 ]
527         ret i32 %result.0
528 }
529
530 //===---------------------------------------------------------------------===//
531
532 Tail recursion elimination should handle:
533
534 int pow2m1(int n) {
535  if (n == 0)
536    return 0;
537  return 2 * pow2m1 (n - 1) + 1;
538 }
539
540 Also, multiplies can be turned into SHL's, so they should be handled as if
541 they were associative.  "return foo() << 1" can be tail recursion eliminated.
542
543 //===---------------------------------------------------------------------===//
544
545 Argument promotion should promote arguments for recursive functions, like 
546 this:
547
548 ; RUN: llvm-as < %s | opt -argpromotion | llvm-dis | grep x.val
549
550 define internal i32 @foo(i32* %x) {
551 entry:
552         %tmp = load i32* %x             ; <i32> [#uses=0]
553         %tmp.foo = call i32 @foo( i32* %x )             ; <i32> [#uses=1]
554         ret i32 %tmp.foo
555 }
556
557 define i32 @bar(i32* %x) {
558 entry:
559         %tmp3 = call i32 @foo( i32* %x )                ; <i32> [#uses=1]
560         ret i32 %tmp3
561 }
562
563 //===---------------------------------------------------------------------===//
564
565 We should investigate an instruction sinking pass.  Consider this silly
566 example in pic mode:
567
568 #include <assert.h>
569 void foo(int x) {
570   assert(x);
571   //...
572 }
573
574 we compile this to:
575 _foo:
576         subl    $28, %esp
577         call    "L1$pb"
578 "L1$pb":
579         popl    %eax
580         cmpl    $0, 32(%esp)
581         je      LBB1_2  # cond_true
582 LBB1_1: # return
583         # ...
584         addl    $28, %esp
585         ret
586 LBB1_2: # cond_true
587 ...
588
589 The PIC base computation (call+popl) is only used on one path through the 
590 code, but is currently always computed in the entry block.  It would be 
591 better to sink the picbase computation down into the block for the 
592 assertion, as it is the only one that uses it.  This happens for a lot of 
593 code with early outs.
594
595 Another example is loads of arguments, which are usually emitted into the 
596 entry block on targets like x86.  If not used in all paths through a 
597 function, they should be sunk into the ones that do.
598
599 In this case, whole-function-isel would also handle this.
600
601 //===---------------------------------------------------------------------===//
602
603 Investigate lowering of sparse switch statements into perfect hash tables:
604 http://burtleburtle.net/bob/hash/perfect.html
605
606 //===---------------------------------------------------------------------===//
607
608 We should turn things like "load+fabs+store" and "load+fneg+store" into the
609 corresponding integer operations.  On a yonah, this loop:
610
611 double a[256];
612 void foo() {
613   int i, b;
614   for (b = 0; b < 10000000; b++)
615   for (i = 0; i < 256; i++)
616     a[i] = -a[i];
617 }
618
619 is twice as slow as this loop:
620
621 long long a[256];
622 void foo() {
623   int i, b;
624   for (b = 0; b < 10000000; b++)
625   for (i = 0; i < 256; i++)
626     a[i] ^= (1ULL << 63);
627 }
628
629 and I suspect other processors are similar.  On X86 in particular this is a
630 big win because doing this with integers allows the use of read/modify/write
631 instructions.
632
633 //===---------------------------------------------------------------------===//
634
635 DAG Combiner should try to combine small loads into larger loads when 
636 profitable.  For example, we compile this C++ example:
637
638 struct THotKey { short Key; bool Control; bool Shift; bool Alt; };
639 extern THotKey m_HotKey;
640 THotKey GetHotKey () { return m_HotKey; }
641
642 into (-O3 -fno-exceptions -static -fomit-frame-pointer):
643
644 __Z9GetHotKeyv:
645         pushl   %esi
646         movl    8(%esp), %eax
647         movb    _m_HotKey+3, %cl
648         movb    _m_HotKey+4, %dl
649         movb    _m_HotKey+2, %ch
650         movw    _m_HotKey, %si
651         movw    %si, (%eax)
652         movb    %ch, 2(%eax)
653         movb    %cl, 3(%eax)
654         movb    %dl, 4(%eax)
655         popl    %esi
656         ret     $4
657
658 GCC produces:
659
660 __Z9GetHotKeyv:
661         movl    _m_HotKey, %edx
662         movl    4(%esp), %eax
663         movl    %edx, (%eax)
664         movzwl  _m_HotKey+4, %edx
665         movw    %dx, 4(%eax)
666         ret     $4
667
668 The LLVM IR contains the needed alignment info, so we should be able to 
669 merge the loads and stores into 4-byte loads:
670
671         %struct.THotKey = type { i16, i8, i8, i8 }
672 define void @_Z9GetHotKeyv(%struct.THotKey* sret  %agg.result) nounwind  {
673 ...
674         %tmp2 = load i16* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 0), align 8
675         %tmp5 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 1), align 2
676         %tmp8 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 2), align 1
677         %tmp11 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 3), align 2
678
679 Alternatively, we should use a small amount of base-offset alias analysis
680 to make it so the scheduler doesn't need to hold all the loads in regs at
681 once.
682
683 //===---------------------------------------------------------------------===//
684
685 We should add an FRINT node to the DAG to model targets that have legal
686 implementations of ceil/floor/rint.
687
688 //===---------------------------------------------------------------------===//
689
690 Consider:
691
692 int test() {
693   long long input[8] = {1,0,1,0,1,0,1,0};
694   foo(input);
695 }
696
697 Clang compiles this into:
698
699   call void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* %tmp, i8 0, i64 64, i32 16, i1 false)
700   %0 = getelementptr [8 x i64]* %input, i64 0, i64 0
701   store i64 1, i64* %0, align 16
702   %1 = getelementptr [8 x i64]* %input, i64 0, i64 2
703   store i64 1, i64* %1, align 16
704   %2 = getelementptr [8 x i64]* %input, i64 0, i64 4
705   store i64 1, i64* %2, align 16
706   %3 = getelementptr [8 x i64]* %input, i64 0, i64 6
707   store i64 1, i64* %3, align 16
708
709 Which gets codegen'd into:
710
711         pxor    %xmm0, %xmm0
712         movaps  %xmm0, -16(%rbp)
713         movaps  %xmm0, -32(%rbp)
714         movaps  %xmm0, -48(%rbp)
715         movaps  %xmm0, -64(%rbp)
716         movq    $1, -64(%rbp)
717         movq    $1, -48(%rbp)
718         movq    $1, -32(%rbp)
719         movq    $1, -16(%rbp)
720
721 It would be better to have 4 movq's of 0 instead of the movaps's.
722
723 //===---------------------------------------------------------------------===//
724
725 http://llvm.org/PR717:
726
727 The following code should compile into "ret int undef". Instead, LLVM
728 produces "ret int 0":
729
730 int f() {
731   int x = 4;
732   int y;
733   if (x == 3) y = 0;
734   return y;
735 }
736
737 //===---------------------------------------------------------------------===//
738
739 The loop unroller should partially unroll loops (instead of peeling them)
740 when code growth isn't too bad and when an unroll count allows simplification
741 of some code within the loop.  One trivial example is:
742
743 #include <stdio.h>
744 int main() {
745     int nRet = 17;
746     int nLoop;
747     for ( nLoop = 0; nLoop < 1000; nLoop++ ) {
748         if ( nLoop & 1 )
749             nRet += 2;
750         else
751             nRet -= 1;
752     }
753     return nRet;
754 }
755
756 Unrolling by 2 would eliminate the '&1' in both copies, leading to a net
757 reduction in code size.  The resultant code would then also be suitable for
758 exit value computation.
759
760 //===---------------------------------------------------------------------===//
761
762 We miss a bunch of rotate opportunities on various targets, including ppc, x86,
763 etc.  On X86, we miss a bunch of 'rotate by variable' cases because the rotate
764 matching code in dag combine doesn't look through truncates aggressively 
765 enough.  Here are some testcases reduces from GCC PR17886:
766
767 unsigned long long f(unsigned long long x, int y) {
768   return (x << y) | (x >> 64-y); 
769
770 unsigned f2(unsigned x, int y){
771   return (x << y) | (x >> 32-y); 
772
773 unsigned long long f3(unsigned long long x){
774   int y = 9;
775   return (x << y) | (x >> 64-y); 
776
777 unsigned f4(unsigned x){
778   int y = 10;
779   return (x << y) | (x >> 32-y); 
780 }
781 unsigned long long f5(unsigned long long x, unsigned long long y) {
782   return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
783 }
784 unsigned long long f6(unsigned long long x, unsigned long long y, int z) {
785   switch(z) {
786   case 1:
787     return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
788   case 2:
789     return (x << 16) | ((y >> 40) & 0xffffull);
790   case 3:
791     return (x << 24) | ((y >> 32) & 0xffffffull);
792   case 4:
793     return (x << 32) | ((y >> 24) & 0xffffffffull);
794   default:
795     return (x << 40) | ((y >> 16) & 0xffffffffffull);
796   }
797 }
798
799 On X86-64, we only handle f2/f3/f4 right.  On x86-32, a few of these 
800 generate truly horrible code, instead of using shld and friends.  On
801 ARM, we end up with calls to L___lshrdi3/L___ashldi3 in f, which is
802 badness.  PPC64 misses f, f5 and f6.  CellSPU aborts in isel.
803
804 //===---------------------------------------------------------------------===//
805
806 This (and similar related idioms):
807
808 unsigned int foo(unsigned char i) {
809   return i | (i<<8) | (i<<16) | (i<<24);
810
811
812 compiles into:
813
814 define i32 @foo(i8 zeroext %i) nounwind readnone ssp noredzone {
815 entry:
816   %conv = zext i8 %i to i32
817   %shl = shl i32 %conv, 8
818   %shl5 = shl i32 %conv, 16
819   %shl9 = shl i32 %conv, 24
820   %or = or i32 %shl9, %conv
821   %or6 = or i32 %or, %shl5
822   %or10 = or i32 %or6, %shl
823   ret i32 %or10
824 }
825
826 it would be better as:
827
828 unsigned int bar(unsigned char i) {
829   unsigned int j=i | (i << 8); 
830   return j | (j<<16);
831 }
832
833 aka:
834
835 define i32 @bar(i8 zeroext %i) nounwind readnone ssp noredzone {
836 entry:
837   %conv = zext i8 %i to i32
838   %shl = shl i32 %conv, 8
839   %or = or i32 %shl, %conv
840   %shl5 = shl i32 %or, 16
841   %or6 = or i32 %shl5, %or
842   ret i32 %or6
843 }
844
845 or even i*0x01010101, depending on the speed of the multiplier.  The best way to
846 handle this is to canonicalize it to a multiply in IR and have codegen handle
847 lowering multiplies to shifts on cpus where shifts are faster.
848
849 //===---------------------------------------------------------------------===//
850
851 We do a number of simplifications in simplify libcalls to strength reduce
852 standard library functions, but we don't currently merge them together.  For
853 example, it is useful to merge memcpy(a,b,strlen(b)) -> strcpy.  This can only
854 be done safely if "b" isn't modified between the strlen and memcpy of course.
855
856 //===---------------------------------------------------------------------===//
857
858 We compile this program: (from GCC PR11680)
859 http://gcc.gnu.org/bugzilla/attachment.cgi?id=4487
860
861 Into code that runs the same speed in fast/slow modes, but both modes run 2x
862 slower than when compile with GCC (either 4.0 or 4.2):
863
864 $ llvm-g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
865 $ time ./a.out fast
866 1.821u 0.003s 0:01.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
867
868 $ g++ perf.cpp -O3 -fno-exceptions
869 $ time ./a.out fast
870 0.821u 0.001s 0:00.82 100.0%    0+0k 0+0io 0pf+0w
871
872 It looks like we are making the same inlining decisions, so this may be raw
873 codegen badness or something else (haven't investigated).
874
875 //===---------------------------------------------------------------------===//
876
877 We miss some instcombines for stuff like this:
878 void bar (void);
879 void foo (unsigned int a) {
880   /* This one is equivalent to a >= (3 << 2).  */
881   if ((a >> 2) >= 3)
882     bar ();
883 }
884
885 A few other related ones are in GCC PR14753.
886
887 //===---------------------------------------------------------------------===//
888
889 Divisibility by constant can be simplified (according to GCC PR12849) from
890 being a mulhi to being a mul lo (cheaper).  Testcase:
891
892 void bar(unsigned n) {
893   if (n % 3 == 0)
894     true();
895 }
896
897 This is equivalent to the following, where 2863311531 is the multiplicative
898 inverse of 3, and 1431655766 is ((2^32)-1)/3+1:
899 void bar(unsigned n) {
900   if (n * 2863311531U < 1431655766U)
901     true();
902 }
903
904 The same transformation can work with an even modulo with the addition of a
905 rotate: rotate the result of the multiply to the right by the number of bits
906 which need to be zero for the condition to be true, and shrink the compare RHS
907 by the same amount.  Unless the target supports rotates, though, that
908 transformation probably isn't worthwhile.
909
910 The transformation can also easily be made to work with non-zero equality
911 comparisons: just transform, for example, "n % 3 == 1" to "(n-1) % 3 == 0".
912
913 //===---------------------------------------------------------------------===//
914
915 Better mod/ref analysis for scanf would allow us to eliminate the vtable and a
916 bunch of other stuff from this example (see PR1604): 
917
918 #include <cstdio>
919 struct test {
920     int val;
921     virtual ~test() {}
922 };
923
924 int main() {
925     test t;
926     std::scanf("%d", &t.val);
927     std::printf("%d\n", t.val);
928 }
929
930 //===---------------------------------------------------------------------===//
931
932 These functions perform the same computation, but produce different assembly.
933
934 define i8 @select(i8 %x) readnone nounwind {
935   %A = icmp ult i8 %x, 250
936   %B = select i1 %A, i8 0, i8 1
937   ret i8 %B 
938 }
939
940 define i8 @addshr(i8 %x) readnone nounwind {
941   %A = zext i8 %x to i9
942   %B = add i9 %A, 6       ;; 256 - 250 == 6
943   %C = lshr i9 %B, 8
944   %D = trunc i9 %C to i8
945   ret i8 %D
946 }
947
948 //===---------------------------------------------------------------------===//
949
950 From gcc bug 24696:
951 int
952 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
953 {
954   return ((a & (c - 1)) != 0) || ((b & (c - 1)) != 0);
955 }
956 int
957 f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
958 {
959   return ((a & (c - 1)) != 0) | ((b & (c - 1)) != 0);
960 }
961 Both should combine to ((a|b) & (c-1)) != 0.  Currently not optimized with
962 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
963
964 //===---------------------------------------------------------------------===//
965
966 From GCC Bug 20192:
967 #define PMD_MASK    (~((1UL << 23) - 1))
968 void clear_pmd_range(unsigned long start, unsigned long end)
969 {
970    if (!(start & ~PMD_MASK) && !(end & ~PMD_MASK))
971        f();
972 }
973 The expression should optimize to something like
974 "!((start|end)&~PMD_MASK). Currently not optimized with "clang
975 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
976
977 //===---------------------------------------------------------------------===//
978
979 unsigned int f(unsigned int i, unsigned int n) {++i; if (i == n) ++i; return
980 i;}
981 unsigned int f2(unsigned int i, unsigned int n) {++i; i += i == n; return i;}
982 These should combine to the same thing.  Currently, the first function
983 produces better code on X86.
984
985 //===---------------------------------------------------------------------===//
986
987 From GCC Bug 15784:
988 #define abs(x) x>0?x:-x
989 int f(int x, int y)
990 {
991  return (abs(x)) >= 0;
992 }
993 This should optimize to x == INT_MIN. (With -fwrapv.)  Currently not
994 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
995
996 //===---------------------------------------------------------------------===//
997
998 From GCC Bug 14753:
999 void
1000 rotate_cst (unsigned int a)
1001 {
1002  a = (a << 10) | (a >> 22);
1003  if (a == 123)
1004    bar ();
1005 }
1006 void
1007 minus_cst (unsigned int a)
1008 {
1009  unsigned int tem;
1010
1011  tem = 20 - a;
1012  if (tem == 5)
1013    bar ();
1014 }
1015 void
1016 mask_gt (unsigned int a)
1017 {
1018  /* This is equivalent to a > 15.  */
1019  if ((a & ~7) > 8)
1020    bar ();
1021 }
1022 void
1023 rshift_gt (unsigned int a)
1024 {
1025  /* This is equivalent to a > 23.  */
1026  if ((a >> 2) > 5)
1027    bar ();
1028 }
1029 All should simplify to a single comparison.  All of these are
1030 currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt
1031 -std-compile-opts".
1032
1033 //===---------------------------------------------------------------------===//
1034
1035 From GCC Bug 32605:
1036 int c(int* x) {return (char*)x+2 == (char*)x;}
1037 Should combine to 0.  Currently not optimized with "clang
1038 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts" (although llc can optimize it).
1039
1040 //===---------------------------------------------------------------------===//
1041
1042 int a(unsigned b) {return ((b << 31) | (b << 30)) >> 31;}
1043 Should be combined to  "((b >> 1) | b) & 1".  Currently not optimized
1044 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1045
1046 //===---------------------------------------------------------------------===//
1047
1048 unsigned a(unsigned x, unsigned y) { return x | (y & 1) | (y & 2);}
1049 Should combine to "x | (y & 3)".  Currently not optimized with "clang
1050 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1051
1052 //===---------------------------------------------------------------------===//
1053
1054 int a(int a, int b, int c) {return (~a & c) | ((c|a) & b);}
1055 Should fold to "(~a & c) | (a & b)".  Currently not optimized with
1056 "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1057
1058 //===---------------------------------------------------------------------===//
1059
1060 int a(int a,int b) {return (~(a|b))|a;}
1061 Should fold to "a|~b".  Currently not optimized with "clang
1062 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1063
1064 //===---------------------------------------------------------------------===//
1065
1066 int a(int a, int b) {return (a&&b) || (a&&!b);}
1067 Should fold to "a".  Currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc
1068 | opt -std-compile-opts".
1069
1070 //===---------------------------------------------------------------------===//
1071
1072 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (!a&&c);}
1073 Should fold to "a ? b : c", or at least something sane.  Currently not
1074 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1075
1076 //===---------------------------------------------------------------------===//
1077
1078 int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (a&&c) || (a&&b&&c);}
1079 Should fold to a && (b || c).  Currently not optimized with "clang
1080 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1081
1082 //===---------------------------------------------------------------------===//
1083
1084 int a(int x) {return x | ((x & 8) ^ 8);}
1085 Should combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1086 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1087
1088 //===---------------------------------------------------------------------===//
1089
1090 int a(int x) {return x ^ ((x & 8) ^ 8);}
1091 Should also combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
1092 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1093
1094 //===---------------------------------------------------------------------===//
1095
1096 int a(int x) {return ((x | -9) ^ 8) & x;}
1097 Should combine to x & -9.  Currently not optimized with "clang
1098 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1099
1100 //===---------------------------------------------------------------------===//
1101
1102 unsigned a(unsigned a) {return a * 0x11111111 >> 28 & 1;}
1103 Should combine to "a * 0x88888888 >> 31".  Currently not optimized
1104 with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1105
1106 //===---------------------------------------------------------------------===//
1107
1108 unsigned a(char* x) {if ((*x & 32) == 0) return b();}
1109 There's an unnecessary zext in the generated code with "clang
1110 -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1111
1112 //===---------------------------------------------------------------------===//
1113
1114 unsigned a(unsigned long long x) {return 40 * (x >> 1);}
1115 Should combine to "20 * (((unsigned)x) & -2)".  Currently not
1116 optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -std-compile-opts".
1117
1118 //===---------------------------------------------------------------------===//
1119
1120 This was noticed in the entryblock for grokdeclarator in 403.gcc:
1121
1122         %tmp = icmp eq i32 %decl_context, 4          
1123         %decl_context_addr.0 = select i1 %tmp, i32 3, i32 %decl_context 
1124         %tmp1 = icmp eq i32 %decl_context_addr.0, 1 
1125         %decl_context_addr.1 = select i1 %tmp1, i32 0, i32 %decl_context_addr.0
1126
1127 tmp1 should be simplified to something like:
1128   (!tmp || decl_context == 1)
1129
1130 This allows recursive simplifications, tmp1 is used all over the place in
1131 the function, e.g. by:
1132
1133         %tmp23 = icmp eq i32 %decl_context_addr.1, 0            ; <i1> [#uses=1]
1134         %tmp24 = xor i1 %tmp1, true             ; <i1> [#uses=1]
1135         %or.cond8 = and i1 %tmp23, %tmp24               ; <i1> [#uses=1]
1136
1137 later.
1138
1139 //===---------------------------------------------------------------------===//
1140
1141 [STORE SINKING]
1142
1143 Store sinking: This code:
1144
1145 void f (int n, int *cond, int *res) {
1146     int i;
1147     *res = 0;
1148     for (i = 0; i < n; i++)
1149         if (*cond)
1150             *res ^= 234; /* (*) */
1151 }
1152
1153 On this function GVN hoists the fully redundant value of *res, but nothing
1154 moves the store out.  This gives us this code:
1155
1156 bb:             ; preds = %bb2, %entry
1157         %.rle = phi i32 [ 0, %entry ], [ %.rle6, %bb2 ] 
1158         %i.05 = phi i32 [ 0, %entry ], [ %indvar.next, %bb2 ]
1159         %1 = load i32* %cond, align 4
1160         %2 = icmp eq i32 %1, 0
1161         br i1 %2, label %bb2, label %bb1
1162
1163 bb1:            ; preds = %bb
1164         %3 = xor i32 %.rle, 234 
1165         store i32 %3, i32* %res, align 4
1166         br label %bb2
1167
1168 bb2:            ; preds = %bb, %bb1
1169         %.rle6 = phi i32 [ %3, %bb1 ], [ %.rle, %bb ]   
1170         %indvar.next = add i32 %i.05, 1 
1171         %exitcond = icmp eq i32 %indvar.next, %n
1172         br i1 %exitcond, label %return, label %bb
1173
1174 DSE should sink partially dead stores to get the store out of the loop.
1175
1176 Here's another partial dead case:
1177 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=12395
1178
1179 //===---------------------------------------------------------------------===//
1180
1181 Scalar PRE hoists the mul in the common block up to the else:
1182
1183 int test (int a, int b, int c, int g) {
1184   int d, e;
1185   if (a)
1186     d = b * c;
1187   else
1188     d = b - c;
1189   e = b * c + g;
1190   return d + e;
1191 }
1192
1193 It would be better to do the mul once to reduce codesize above the if.
1194 This is GCC PR38204.
1195
1196 //===---------------------------------------------------------------------===//
1197
1198 [STORE SINKING]
1199
1200 GCC PR37810 is an interesting case where we should sink load/store reload
1201 into the if block and outside the loop, so we don't reload/store it on the
1202 non-call path.
1203
1204 for () {
1205   *P += 1;
1206   if ()
1207     call();
1208   else
1209     ...
1210 ->
1211 tmp = *P
1212 for () {
1213   tmp += 1;
1214   if () {
1215     *P = tmp;
1216     call();
1217     tmp = *P;
1218   } else ...
1219 }
1220 *P = tmp;
1221
1222 We now hoist the reload after the call (Transforms/GVN/lpre-call-wrap.ll), but
1223 we don't sink the store.  We need partially dead store sinking.
1224
1225 //===---------------------------------------------------------------------===//
1226
1227 [LOAD PRE CRIT EDGE SPLITTING]
1228
1229 GCC PR37166: Sinking of loads prevents SROA'ing the "g" struct on the stack
1230 leading to excess stack traffic. This could be handled by GVN with some crazy
1231 symbolic phi translation.  The code we get looks like (g is on the stack):
1232
1233 bb2:            ; preds = %bb1
1234 ..
1235         %9 = getelementptr %struct.f* %g, i32 0, i32 0          
1236         store i32 %8, i32* %9, align  bel %bb3
1237
1238 bb3:            ; preds = %bb1, %bb2, %bb
1239         %c_addr.0 = phi %struct.f* [ %g, %bb2 ], [ %c, %bb ], [ %c, %bb1 ]
1240         %b_addr.0 = phi %struct.f* [ %b, %bb2 ], [ %g, %bb ], [ %b, %bb1 ]
1241         %10 = getelementptr %struct.f* %c_addr.0, i32 0, i32 0
1242         %11 = load i32* %10, align 4
1243
1244 %11 is partially redundant, an in BB2 it should have the value %8.
1245
1246 GCC PR33344 and PR35287 are similar cases.
1247
1248
1249 //===---------------------------------------------------------------------===//
1250
1251 [LOAD PRE]
1252
1253 There are many load PRE testcases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/loadpre* in the
1254 GCC testsuite, ones we don't get yet are (checked through loadpre25):
1255
1256 [CRIT EDGE BREAKING]
1257 loadpre3.c predcom-4.c
1258
1259 [PRE OF READONLY CALL]
1260 loadpre5.c
1261
1262 [TURN SELECT INTO BRANCH]
1263 loadpre14.c loadpre15.c 
1264
1265 actually a conditional increment: loadpre18.c loadpre19.c
1266
1267 //===---------------------------------------------------------------------===//
1268
1269 [LOAD PRE / STORE SINKING / SPEC HACK]
1270
1271 This is a chunk of code from 456.hmmer:
1272
1273 int f(int M, int *mc, int *mpp, int *tpmm, int *ip, int *tpim, int *dpp,
1274      int *tpdm, int xmb, int *bp, int *ms) {
1275  int k, sc;
1276  for (k = 1; k <= M; k++) {
1277      mc[k] = mpp[k-1]   + tpmm[k-1];
1278      if ((sc = ip[k-1]  + tpim[k-1]) > mc[k])  mc[k] = sc;
1279      if ((sc = dpp[k-1] + tpdm[k-1]) > mc[k])  mc[k] = sc;
1280      if ((sc = xmb  + bp[k])         > mc[k])  mc[k] = sc;
1281      mc[k] += ms[k];
1282    }
1283 }
1284
1285 It is very profitable for this benchmark to turn the conditional stores to mc[k]
1286 into a conditional move (select instr in IR) and allow the final store to do the
1287 store.  See GCC PR27313 for more details.  Note that this is valid to xform even
1288 with the new C++ memory model, since mc[k] is previously loaded and later
1289 stored.
1290
1291 //===---------------------------------------------------------------------===//
1292
1293 [SCALAR PRE]
1294 There are many PRE testcases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/ssa-pre-*.c in the
1295 GCC testsuite.
1296
1297 //===---------------------------------------------------------------------===//
1298
1299 There are some interesting cases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/pred-comm* in the
1300 GCC testsuite.  For example, we get the first example in predcom-1.c, but 
1301 miss the second one:
1302
1303 unsigned fib[1000];
1304 unsigned avg[1000];
1305
1306 __attribute__ ((noinline))
1307 void count_averages(int n) {
1308   int i;
1309   for (i = 1; i < n; i++)
1310     avg[i] = (((unsigned long) fib[i - 1] + fib[i] + fib[i + 1]) / 3) & 0xffff;
1311 }
1312
1313 which compiles into two loads instead of one in the loop.
1314
1315 predcom-2.c is the same as predcom-1.c
1316
1317 predcom-3.c is very similar but needs loads feeding each other instead of
1318 store->load.
1319
1320
1321 //===---------------------------------------------------------------------===//
1322
1323 [ALIAS ANALYSIS]
1324
1325 Type based alias analysis:
1326 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=14705
1327
1328 We should do better analysis of posix_memalign.  At the least it should
1329 no-capture its pointer argument, at best, we should know that the out-value
1330 result doesn't point to anything (like malloc).  One example of this is in
1331 SingleSource/Benchmarks/Misc/dt.c
1332
1333 //===---------------------------------------------------------------------===//
1334
1335 A/B get pinned to the stack because we turn an if/then into a select instead
1336 of PRE'ing the load/store.  This may be fixable in instcombine:
1337 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=37892
1338
1339 struct X { int i; };
1340 int foo (int x) {
1341   struct X a;
1342   struct X b;
1343   struct X *p;
1344   a.i = 1;
1345   b.i = 2;
1346   if (x)
1347     p = &a;
1348   else
1349     p = &b;
1350   return p->i;
1351 }
1352
1353 //===---------------------------------------------------------------------===//
1354
1355 Interesting missed case because of control flow flattening (should be 2 loads):
1356 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=26629
1357 With: llvm-gcc t2.c -S -o - -O0 -emit-llvm | llvm-as | 
1358              opt -mem2reg -gvn -instcombine | llvm-dis
1359 we miss it because we need 1) CRIT EDGE 2) MULTIPLE DIFFERENT
1360 VALS PRODUCED BY ONE BLOCK OVER DIFFERENT PATHS
1361
1362 //===---------------------------------------------------------------------===//
1363
1364 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=19633
1365 We could eliminate the branch condition here, loading from null is undefined:
1366
1367 struct S { int w, x, y, z; };
1368 struct T { int r; struct S s; };
1369 void bar (struct S, int);
1370 void foo (int a, struct T b)
1371 {
1372   struct S *c = 0;
1373   if (a)
1374     c = &b.s;
1375   bar (*c, a);
1376 }
1377
1378 //===---------------------------------------------------------------------===//
1379
1380 simplifylibcalls should do several optimizations for strspn/strcspn:
1381
1382 strcspn(x, "a") -> inlined loop for up to 3 letters (similarly for strspn):
1383
1384 size_t __strcspn_c3 (__const char *__s, int __reject1, int __reject2,
1385                      int __reject3) {
1386   register size_t __result = 0;
1387   while (__s[__result] != '\0' && __s[__result] != __reject1 &&
1388          __s[__result] != __reject2 && __s[__result] != __reject3)
1389     ++__result;
1390   return __result;
1391 }
1392
1393 This should turn into a switch on the character.  See PR3253 for some notes on
1394 codegen.
1395
1396 456.hmmer apparently uses strcspn and strspn a lot.  471.omnetpp uses strspn.
1397
1398 //===---------------------------------------------------------------------===//
1399
1400 "gas" uses this idiom:
1401   else if (strchr ("+-/*%|&^:[]()~", *intel_parser.op_string))
1402 ..
1403   else if (strchr ("<>", *intel_parser.op_string)
1404
1405 Those should be turned into a switch.
1406
1407 //===---------------------------------------------------------------------===//
1408
1409 252.eon contains this interesting code:
1410
1411         %3072 = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 0
1412         %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
1413         %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)    ; uses = 1
1414         %endptr = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 %strlen
1415         call void @llvm.memcpy.i32(i8* %endptr, 
1416           i8* getelementptr ([5 x i8]* @"\01LC42", i32 0, i32 0), i32 5, i32 1)
1417         %3074 = call i32 @strlen(i8* %endptr) nounwind readonly 
1418         
1419 This is interesting for a couple reasons.  First, in this:
1420
1421 The memcpy+strlen strlen can be replaced with:
1422
1423         %3074 = call i32 @strlen([5 x i8]* @"\01LC42") nounwind readonly 
1424
1425 Because the destination was just copied into the specified memory buffer.  This,
1426 in turn, can be constant folded to "4".
1427
1428 In other code, it contains:
1429
1430         %endptr6978 = bitcast i8* %endptr69 to i32*            
1431         store i32 7107374, i32* %endptr6978, align 1
1432         %3167 = call i32 @strlen(i8* %endptr69) nounwind readonly    
1433
1434 Which could also be constant folded.  Whatever is producing this should probably
1435 be fixed to leave this as a memcpy from a string.
1436
1437 Further, eon also has an interesting partially redundant strlen call:
1438
1439 bb8:            ; preds = %_ZN18eonImageCalculatorC1Ev.exit
1440         %682 = getelementptr i8** %argv, i32 6          ; <i8**> [#uses=2]
1441         %683 = load i8** %682, align 4          ; <i8*> [#uses=4]
1442         %684 = load i8* %683, align 1           ; <i8> [#uses=1]
1443         %685 = icmp eq i8 %684, 0               ; <i1> [#uses=1]
1444         br i1 %685, label %bb10, label %bb9
1445
1446 bb9:            ; preds = %bb8
1447         %686 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1448         %687 = icmp ugt i32 %686, 254           ; <i1> [#uses=1]
1449         br i1 %687, label %bb10, label %bb11
1450
1451 bb10:           ; preds = %bb9, %bb8
1452         %688 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
1453
1454 This could be eliminated by doing the strlen once in bb8, saving code size and
1455 improving perf on the bb8->9->10 path.
1456
1457 //===---------------------------------------------------------------------===//
1458
1459 I see an interesting fully redundant call to strlen left in 186.crafty:InputMove
1460 which looks like:
1461        %movetext11 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 0 
1462  
1463
1464 bb62:           ; preds = %bb55, %bb53
1465         %promote.0 = phi i32 [ %169, %bb55 ], [ 0, %bb53 ]             
1466         %171 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1467         %172 = add i32 %171, -1         ; <i32> [#uses=1]
1468         %173 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 %172       
1469
1470 ...  no stores ...
1471        br i1 %or.cond, label %bb65, label %bb72
1472
1473 bb65:           ; preds = %bb62
1474         store i8 0, i8* %173, align 1
1475         br label %bb72
1476
1477 bb72:           ; preds = %bb65, %bb62
1478         %trank.1 = phi i32 [ %176, %bb65 ], [ -1, %bb62 ]            
1479         %177 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
1480
1481 Note that on the bb62->bb72 path, that the %177 strlen call is partially
1482 redundant with the %171 call.  At worst, we could shove the %177 strlen call
1483 up into the bb65 block moving it out of the bb62->bb72 path.   However, note
1484 that bb65 stores to the string, zeroing out the last byte.  This means that on
1485 that path the value of %177 is actually just %171-1.  A sub is cheaper than a
1486 strlen!
1487
1488 This pattern repeats several times, basically doing:
1489
1490   A = strlen(P);
1491   P[A-1] = 0;
1492   B = strlen(P);
1493   where it is "obvious" that B = A-1.
1494
1495 //===---------------------------------------------------------------------===//
1496
1497 186.crafty has this interesting pattern with the "out.4543" variable:
1498
1499 call void @llvm.memcpy.i32(
1500         i8* getelementptr ([10 x i8]* @out.4543, i32 0, i32 0),
1501        i8* getelementptr ([7 x i8]* @"\01LC28700", i32 0, i32 0), i32 7, i32 1) 
1502 %101 = call@printf(i8* ...   @out.4543, i32 0, i32 0)) nounwind 
1503
1504 It is basically doing:
1505
1506   memcpy(globalarray, "string");
1507   printf(...,  globalarray);
1508   
1509 Anyway, by knowing that printf just reads the memory and forward substituting
1510 the string directly into the printf, this eliminates reads from globalarray.
1511 Since this pattern occurs frequently in crafty (due to the "DisplayTime" and
1512 other similar functions) there are many stores to "out".  Once all the printfs
1513 stop using "out", all that is left is the memcpy's into it.  This should allow
1514 globalopt to remove the "stored only" global.
1515
1516 //===---------------------------------------------------------------------===//
1517
1518 This code:
1519
1520 define inreg i32 @foo(i8* inreg %p) nounwind {
1521   %tmp0 = load i8* %p
1522   %tmp1 = ashr i8 %tmp0, 5
1523   %tmp2 = sext i8 %tmp1 to i32
1524   ret i32 %tmp2
1525 }
1526
1527 could be dagcombine'd to a sign-extending load with a shift.
1528 For example, on x86 this currently gets this:
1529
1530         movb    (%eax), %al
1531         sarb    $5, %al
1532         movsbl  %al, %eax
1533
1534 while it could get this:
1535
1536         movsbl  (%eax), %eax
1537         sarl    $5, %eax
1538
1539 //===---------------------------------------------------------------------===//
1540
1541 GCC PR31029:
1542
1543 int test(int x) { return 1-x == x; }     // --> return false
1544 int test2(int x) { return 2-x == x; }    // --> return x == 1 ?
1545
1546 Always foldable for odd constants, what is the rule for even?
1547
1548 //===---------------------------------------------------------------------===//
1549
1550 PR 3381: GEP to field of size 0 inside a struct could be turned into GEP
1551 for next field in struct (which is at same address).
1552
1553 For example: store of float into { {{}}, float } could be turned into a store to
1554 the float directly.
1555
1556 //===---------------------------------------------------------------------===//
1557
1558 The arg promotion pass should make use of nocapture to make its alias analysis
1559 stuff much more precise.
1560
1561 //===---------------------------------------------------------------------===//
1562
1563 The following functions should be optimized to use a select instead of a
1564 branch (from gcc PR40072):
1565
1566 char char_int(int m) {if(m>7) return 0; return m;}
1567 int int_char(char m) {if(m>7) return 0; return m;}
1568
1569 //===---------------------------------------------------------------------===//
1570
1571 int func(int a, int b) { if (a & 0x80) b |= 0x80; else b &= ~0x80; return b; }
1572
1573 Generates this:
1574
1575 define i32 @func(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
1576 entry:
1577   %0 = and i32 %a, 128                            ; <i32> [#uses=1]
1578   %1 = icmp eq i32 %0, 0                          ; <i1> [#uses=1]
1579   %2 = or i32 %b, 128                             ; <i32> [#uses=1]
1580   %3 = and i32 %b, -129                           ; <i32> [#uses=1]
1581   %b_addr.0 = select i1 %1, i32 %3, i32 %2        ; <i32> [#uses=1]
1582   ret i32 %b_addr.0
1583 }
1584
1585 However, it's functionally equivalent to:
1586
1587          b = (b & ~0x80) | (a & 0x80);
1588
1589 Which generates this:
1590
1591 define i32 @func(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
1592 entry:
1593   %0 = and i32 %b, -129                           ; <i32> [#uses=1]
1594   %1 = and i32 %a, 128                            ; <i32> [#uses=1]
1595   %2 = or i32 %0, %1                              ; <i32> [#uses=1]
1596   ret i32 %2
1597 }
1598
1599 This can be generalized for other forms:
1600
1601      b = (b & ~0x80) | (a & 0x40) << 1;
1602
1603 //===---------------------------------------------------------------------===//
1604
1605 These two functions produce different code. They shouldn't:
1606
1607 #include <stdint.h>
1608  
1609 uint8_t p1(uint8_t b, uint8_t a) {
1610   b = (b & ~0xc0) | (a & 0xc0);
1611   return (b);
1612 }
1613  
1614 uint8_t p2(uint8_t b, uint8_t a) {
1615   b = (b & ~0x40) | (a & 0x40);
1616   b = (b & ~0x80) | (a & 0x80);
1617   return (b);
1618 }
1619
1620 define zeroext i8 @p1(i8 zeroext %b, i8 zeroext %a) nounwind readnone ssp {
1621 entry:
1622   %0 = and i8 %b, 63                              ; <i8> [#uses=1]
1623   %1 = and i8 %a, -64                             ; <i8> [#uses=1]
1624   %2 = or i8 %1, %0                               ; <i8> [#uses=1]
1625   ret i8 %2
1626 }
1627
1628 define zeroext i8 @p2(i8 zeroext %b, i8 zeroext %a) nounwind readnone ssp {
1629 entry:
1630   %0 = and i8 %b, 63                              ; <i8> [#uses=1]
1631   %.masked = and i8 %a, 64                        ; <i8> [#uses=1]
1632   %1 = and i8 %a, -128                            ; <i8> [#uses=1]
1633   %2 = or i8 %1, %0                               ; <i8> [#uses=1]
1634   %3 = or i8 %2, %.masked                         ; <i8> [#uses=1]
1635   ret i8 %3
1636 }
1637
1638 //===---------------------------------------------------------------------===//
1639
1640 IPSCCP does not currently propagate argument dependent constants through
1641 functions where it does not not all of the callers.  This includes functions
1642 with normal external linkage as well as templates, C99 inline functions etc.
1643 Specifically, it does nothing to:
1644
1645 define i32 @test(i32 %x, i32 %y, i32 %z) nounwind {
1646 entry:
1647   %0 = add nsw i32 %y, %z                         
1648   %1 = mul i32 %0, %x                             
1649   %2 = mul i32 %y, %z                             
1650   %3 = add nsw i32 %1, %2                         
1651   ret i32 %3
1652 }
1653
1654 define i32 @test2() nounwind {
1655 entry:
1656   %0 = call i32 @test(i32 1, i32 2, i32 4) nounwind
1657   ret i32 %0
1658 }
1659
1660 It would be interesting extend IPSCCP to be able to handle simple cases like
1661 this, where all of the arguments to a call are constant.  Because IPSCCP runs
1662 before inlining, trivial templates and inline functions are not yet inlined.
1663 The results for a function + set of constant arguments should be memoized in a
1664 map.
1665
1666 //===---------------------------------------------------------------------===//
1667
1668 The libcall constant folding stuff should be moved out of SimplifyLibcalls into
1669 libanalysis' constantfolding logic.  This would allow IPSCCP to be able to
1670 handle simple things like this:
1671
1672 static int foo(const char *X) { return strlen(X); }
1673 int bar() { return foo("abcd"); }
1674
1675 //===---------------------------------------------------------------------===//
1676
1677 InstCombine should use SimplifyDemandedBits to remove the or instruction:
1678
1679 define i1 @test(i8 %x, i8 %y) {
1680   %A = or i8 %x, 1
1681   %B = icmp ugt i8 %A, 3
1682   ret i1 %B
1683 }
1684
1685 Currently instcombine calls SimplifyDemandedBits with either all bits or just
1686 the sign bit, if the comparison is obviously a sign test. In this case, we only
1687 need all but the bottom two bits from %A, and if we gave that mask to SDB it
1688 would delete the or instruction for us.
1689
1690 //===---------------------------------------------------------------------===//
1691
1692 functionattrs doesn't know much about memcpy/memset.  This function should be
1693 marked readnone rather than readonly, since it only twiddles local memory, but
1694 functionattrs doesn't handle memset/memcpy/memmove aggressively:
1695
1696 struct X { int *p; int *q; };
1697 int foo() {
1698  int i = 0, j = 1;
1699  struct X x, y;
1700  int **p;
1701  y.p = &i;
1702  x.q = &j;
1703  p = __builtin_memcpy (&x, &y, sizeof (int *));
1704  return **p;
1705 }
1706
1707 This can be seen at:
1708 $ clang t.c -S -o - -mkernel -O0 -emit-llvm | opt -functionattrs -S
1709
1710
1711 //===---------------------------------------------------------------------===//
1712
1713 Missed instcombine transformation:
1714 define i1 @a(i32 %x) nounwind readnone {
1715 entry:
1716   %cmp = icmp eq i32 %x, 30
1717   %sub = add i32 %x, -30
1718   %cmp2 = icmp ugt i32 %sub, 9
1719   %or = or i1 %cmp, %cmp2
1720   ret i1 %or
1721 }
1722 This should be optimized to a single compare.  Testcase derived from gcc.
1723
1724 //===---------------------------------------------------------------------===//
1725
1726 Missed instcombine or reassociate transformation:
1727 int a(int a, int b) { return (a==12)&(b>47)&(b<58); }
1728
1729 The sgt and slt should be combined into a single comparison. Testcase derived
1730 from gcc.
1731
1732 //===---------------------------------------------------------------------===//
1733
1734 Missed instcombine transformation:
1735
1736   %382 = srem i32 %tmp14.i, 64                    ; [#uses=1]
1737   %383 = zext i32 %382 to i64                     ; [#uses=1]
1738   %384 = shl i64 %381, %383                       ; [#uses=1]
1739   %385 = icmp slt i32 %tmp14.i, 64                ; [#uses=1]
1740
1741 The srem can be transformed to an and because if %tmp14.i is negative, the
1742 shift is undefined.  Testcase derived from 403.gcc.
1743
1744 //===---------------------------------------------------------------------===//
1745
1746 This is a range comparison on a divided result (from 403.gcc):
1747
1748   %1337 = sdiv i32 %1336, 8                       ; [#uses=1]
1749   %.off.i208 = add i32 %1336, 7                   ; [#uses=1]
1750   %1338 = icmp ult i32 %.off.i208, 15             ; [#uses=1]
1751   
1752 We already catch this (removing the sdiv) if there isn't an add, we should
1753 handle the 'add' as well.  This is a common idiom with it's builtin_alloca code.
1754 C testcase:
1755
1756 int a(int x) { return (unsigned)(x/16+7) < 15; }
1757
1758 Another similar case involves truncations on 64-bit targets:
1759
1760   %361 = sdiv i64 %.046, 8                        ; [#uses=1]
1761   %362 = trunc i64 %361 to i32                    ; [#uses=2]
1762 ...
1763   %367 = icmp eq i32 %362, 0                      ; [#uses=1]
1764
1765 //===---------------------------------------------------------------------===//
1766
1767 Missed instcombine/dagcombine transformation:
1768 define void @lshift_lt(i8 zeroext %a) nounwind {
1769 entry:
1770   %conv = zext i8 %a to i32
1771   %shl = shl i32 %conv, 3
1772   %cmp = icmp ult i32 %shl, 33
1773   br i1 %cmp, label %if.then, label %if.end
1774
1775 if.then:
1776   tail call void @bar() nounwind
1777   ret void
1778
1779 if.end:
1780   ret void
1781 }
1782 declare void @bar() nounwind
1783
1784 The shift should be eliminated.  Testcase derived from gcc.
1785
1786 //===---------------------------------------------------------------------===//
1787
1788 These compile into different code, one gets recognized as a switch and the
1789 other doesn't due to phase ordering issues (PR6212):
1790
1791 int test1(int mainType, int subType) {
1792   if (mainType == 7)
1793     subType = 4;
1794   else if (mainType == 9)
1795     subType = 6;
1796   else if (mainType == 11)
1797     subType = 9;
1798   return subType;
1799 }
1800
1801 int test2(int mainType, int subType) {
1802   if (mainType == 7)
1803     subType = 4;
1804   if (mainType == 9)
1805     subType = 6;
1806   if (mainType == 11)
1807     subType = 9;
1808   return subType;
1809 }
1810
1811 //===---------------------------------------------------------------------===//
1812
1813 The following test case (from PR6576):
1814
1815 define i32 @mul(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone {
1816 entry:
1817  %cond1 = icmp eq i32 %b, 0                      ; <i1> [#uses=1]
1818  br i1 %cond1, label %exit, label %bb.nph
1819 bb.nph:                                           ; preds = %entry
1820  %tmp = mul i32 %b, %a                           ; <i32> [#uses=1]
1821  ret i32 %tmp
1822 exit:                                             ; preds = %entry
1823  ret i32 0
1824 }
1825
1826 could be reduced to:
1827
1828 define i32 @mul(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone {
1829 entry:
1830  %tmp = mul i32 %b, %a
1831  ret i32 %tmp
1832 }
1833
1834 //===---------------------------------------------------------------------===//
1835
1836 We should use DSE + llvm.lifetime.end to delete dead vtable pointer updates.
1837 See GCC PR34949
1838
1839 Another interesting case is that something related could be used for variables
1840 that go const after their ctor has finished.  In these cases, globalopt (which
1841 can statically run the constructor) could mark the global const (so it gets put
1842 in the readonly section).  A testcase would be:
1843
1844 #include <complex>
1845 using namespace std;
1846 const complex<char> should_be_in_rodata (42,-42);
1847 complex<char> should_be_in_data (42,-42);
1848 complex<char> should_be_in_bss;
1849
1850 Where we currently evaluate the ctors but the globals don't become const because
1851 the optimizer doesn't know they "become const" after the ctor is done.  See
1852 GCC PR4131 for more examples.
1853
1854 //===---------------------------------------------------------------------===//
1855
1856 In this code:
1857
1858 long foo(long x) {
1859   return x > 1 ? x : 1;
1860 }
1861
1862 LLVM emits a comparison with 1 instead of 0. 0 would be equivalent
1863 and cheaper on most targets.
1864
1865 LLVM prefers comparisons with zero over non-zero in general, but in this
1866 case it choses instead to keep the max operation obvious.
1867
1868 //===---------------------------------------------------------------------===//
1869
1870 Take the following testcase on x86-64 (similar testcases exist for all targets
1871 with addc/adde):
1872
1873 define void @a(i64* nocapture %s, i64* nocapture %t, i64 %a, i64 %b,
1874 i64 %c) nounwind {
1875 entry:
1876  %0 = zext i64 %a to i128                        ; <i128> [#uses=1]
1877  %1 = zext i64 %b to i128                        ; <i128> [#uses=1]
1878  %2 = add i128 %1, %0                            ; <i128> [#uses=2]
1879  %3 = zext i64 %c to i128                        ; <i128> [#uses=1]
1880  %4 = shl i128 %3, 64                            ; <i128> [#uses=1]
1881  %5 = add i128 %4, %2                            ; <i128> [#uses=1]
1882  %6 = lshr i128 %5, 64                           ; <i128> [#uses=1]
1883  %7 = trunc i128 %6 to i64                       ; <i64> [#uses=1]
1884  store i64 %7, i64* %s, align 8
1885  %8 = trunc i128 %2 to i64                       ; <i64> [#uses=1]
1886  store i64 %8, i64* %t, align 8
1887  ret void
1888 }
1889
1890 Generated code:
1891        addq    %rcx, %rdx
1892        movl    $0, %eax
1893        adcq    $0, %rax
1894        addq    %r8, %rax
1895        movq    %rax, (%rdi)
1896        movq    %rdx, (%rsi)
1897        ret
1898
1899 Expected code:
1900        addq    %rcx, %rdx
1901        adcq    $0, %r8
1902        movq    %r8, (%rdi)
1903        movq    %rdx, (%rsi)
1904        ret
1905
1906 The generated SelectionDAG has an ADD of an ADDE, where both operands of the
1907 ADDE are zero. Replacing one of the operands of the ADDE with the other operand
1908 of the ADD, and replacing the ADD with the ADDE, should give the desired result.
1909
1910 (That said, we are doing a lot better than gcc on this testcase. :) )
1911
1912 //===---------------------------------------------------------------------===//
1913
1914 Switch lowering generates less than ideal code for the following switch:
1915 define void @a(i32 %x) nounwind {
1916 entry:
1917   switch i32 %x, label %if.end [
1918     i32 0, label %if.then
1919     i32 1, label %if.then
1920     i32 2, label %if.then
1921     i32 3, label %if.then
1922     i32 5, label %if.then
1923   ]
1924 if.then:
1925   tail call void @foo() nounwind
1926   ret void
1927 if.end:
1928   ret void
1929 }
1930 declare void @foo()
1931
1932 Generated code on x86-64 (other platforms give similar results):
1933 a:
1934         cmpl    $5, %edi
1935         ja      .LBB0_2
1936         movl    %edi, %eax
1937         movl    $47, %ecx
1938         btq     %rax, %rcx
1939         jb      .LBB0_3
1940 .LBB0_2:
1941         ret
1942 .LBB0_3:
1943         jmp     foo  # TAILCALL
1944
1945 The movl+movl+btq+jb could be simplified to a cmpl+jne.
1946
1947 Or, if we wanted to be really clever, we could simplify the whole thing to
1948 something like the following, which eliminates a branch:
1949         xorl    $1, %edi
1950         cmpl    $4, %edi
1951         ja      .LBB0_2
1952         ret
1953 .LBB0_2:
1954         jmp     foo  # TAILCALL
1955 //===---------------------------------------------------------------------===//
1956 Given a branch where the two target blocks are identical ("ret i32 %b" in
1957 both), simplifycfg will simplify them away. But not so for a switch statement:
1958
1959 define i32 @f(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone {
1960 entry:
1961         switch i32 %a, label %bb3 [
1962                 i32 4, label %bb
1963                 i32 6, label %bb
1964         ]
1965
1966 bb:             ; preds = %entry, %entry
1967         ret i32 %b
1968
1969 bb3:            ; preds = %entry
1970         ret i32 %b
1971 }
1972 //===---------------------------------------------------------------------===//
1973
1974 clang -O3 fails to devirtualize this virtual inheritance case: (GCC PR45875)
1975 Looks related to PR3100
1976
1977 struct c1 {};
1978 struct c10 : c1{
1979   virtual void foo ();
1980 };
1981 struct c11 : c10, c1{
1982   virtual void f6 ();
1983 };
1984 struct c28 : virtual c11{
1985   void f6 ();
1986 };
1987 void check_c28 () {
1988   c28 obj;
1989   c11 *ptr = &obj;
1990   ptr->f6 ();
1991 }
1992
1993 //===---------------------------------------------------------------------===//
1994
1995 We compile this:
1996
1997 int foo(int a) { return (a & (~15)) / 16; }
1998
1999 Into:
2000
2001 define i32 @foo(i32 %a) nounwind readnone ssp {
2002 entry:
2003   %and = and i32 %a, -16
2004   %div = sdiv i32 %and, 16
2005   ret i32 %div
2006 }
2007
2008 but this code (X & -A)/A is X >> log2(A) when A is a power of 2, so this case
2009 should be instcombined into just "a >> 4".
2010
2011 We do get this at the codegen level, so something knows about it, but 
2012 instcombine should catch it earlier:
2013
2014 _foo:                                   ## @foo
2015 ## BB#0:                                ## %entry
2016         movl    %edi, %eax
2017         sarl    $4, %eax
2018         ret
2019
2020 //===---------------------------------------------------------------------===//
2021
2022 This code (from GCC PR28685):
2023
2024 int test(int a, int b) {
2025   int lt = a < b;
2026   int eq = a == b;
2027   if (lt)
2028     return 1;
2029   return eq;
2030 }
2031
2032 Is compiled to:
2033
2034 define i32 @test(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
2035 entry:
2036   %cmp = icmp slt i32 %a, %b
2037   br i1 %cmp, label %return, label %if.end
2038
2039 if.end:                                           ; preds = %entry
2040   %cmp5 = icmp eq i32 %a, %b
2041   %conv6 = zext i1 %cmp5 to i32
2042   ret i32 %conv6
2043
2044 return:                                           ; preds = %entry
2045   ret i32 1
2046 }
2047
2048 it could be:
2049
2050 define i32 @test__(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
2051 entry:
2052   %0 = icmp sle i32 %a, %b
2053   %retval = zext i1 %0 to i32
2054   ret i32 %retval
2055 }
2056
2057 //===---------------------------------------------------------------------===//
2058
2059 This compare could fold to false:
2060
2061 define i1 @g(i32 a) nounwind readnone {
2062        %add = shl i32 %a, 1
2063        %mul = shl i32 %a, 1
2064        %cmp = icmp ugt i32 %add, %mul
2065        ret i1 %cmp
2066 }
2067
2068 //===---------------------------------------------------------------------===//
2069
2070 This code can be seen in viterbi:
2071
2072   %64 = call noalias i8* @malloc(i64 %62) nounwind
2073 ...
2074   %67 = call i64 @llvm.objectsize.i64(i8* %64, i1 false) nounwind
2075   %68 = call i8* @__memset_chk(i8* %64, i32 0, i64 %62, i64 %67) nounwind
2076
2077 llvm.objectsize.i64 should be taught about malloc/calloc, allowing it to
2078 fold to %62.  This is a security win (overflows of malloc will get caught)
2079 and also a performance win by exposing more memsets to the optimizer.
2080
2081 This occurs several times in viterbi.
2082
2083 //===---------------------------------------------------------------------===//
2084
2085