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