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