More fleshing out of docs/Passes.html, plus some typo fixes and
[oota-llvm.git] / docs / Passes.html
index 66ef44bc86300eb5e93565f4a4e808596dc292bc..192f4420bf74296463faf5adfc67a3a0c806d370 100644 (file)
@@ -4,6 +4,7 @@
 <head>
   <title>LLVM's Analysis and Transform Passes</title>
   <link rel="stylesheet" href="llvm.css" type="text/css">
+  <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
 </head>
 <body>
 
@@ -20,7 +21,7 @@ while (<HTML>) {
   m:^<tr><td><a href="#(.*)">-.*</a></td><td>.*</td></tr>$: or next;
   $order{$1} = sprintf("%03d", 1 + int %order);
 }
-open HELP, "../Release/bin/opt --help|" or die "open: opt --help: $!\n";
+open HELP, "../Release/bin/opt -help|" or die "open: opt -help: $!\n";
 while (<HELP>) {
   m:^    -([^ ]+) +- (.*)$: or next;
   my $o = $order{$1};
@@ -33,6 +34,10 @@ while (<HELP>) {
 print @x, @y;
 EOT
 
+This (real) one-liner can also be helpful when converting comments to HTML:
+
+perl -e '$/ = undef; for (split(/\n/, <>)) { s:^ *///? ?::; print "  <p>\n" if !$on && $_ =~ /\S/; print "  </p>\n" if $on && $_ =~ /^\s*$/; print "  $_\n"; $on = ($_ =~ /\S/); } print "  </p>\n" if $on'
+
   -->
 
 <div class="doc_title">LLVM's Analysis and Transform Passes</div>
@@ -45,7 +50,8 @@ EOT
 </ol>
 
 <div class="doc_author">
-  <p>Written by <a href="mailto:rspencer@x10sys.com">Reid Spencer</a></p>
+  <p>Written by <a href="mailto:rspencer@x10sys.com">Reid Spencer</a>
+            and Gordon Henriksen</p>
 </div>
 
 <!-- ======================================================================= -->
@@ -66,8 +72,8 @@ EOT
 </div>
 <div class="doc_text" >
 <table>
-<tr><th colspan="3"><b>ANALYSIS PASSES</b></th></tr>
-<tr><th>Option</th><th>Name</th><th>Directory</th></tr>
+<tr><th colspan="2"><b>ANALYSIS PASSES</b></th></tr>
+<tr><th>Option</th><th>Name</th></tr>
 <tr><td><a href="#aa-eval">-aa-eval</a></td><td>Exhaustive Alias Analysis Precision Evaluator</td></tr>
 <tr><td><a href="#anders-aa">-anders-aa</a></td><td>Andersen's Interprocedural Alias Analysis</td></tr>
 <tr><td><a href="#basicaa">-basicaa</a></td><td>Basic Alias Analysis (default AA impl)</td></tr>
@@ -83,7 +89,6 @@ EOT
 <tr><td><a href="#domtree">-domtree</a></td><td>Dominator Tree Construction</td></tr>
 <tr><td><a href="#externalfnconstants">-externalfnconstants</a></td><td>Print external fn callsites passed constants</td></tr>
 <tr><td><a href="#globalsmodref-aa">-globalsmodref-aa</a></td><td>Simple mod/ref analysis for globals</td></tr>
-<tr><td><a href="#gvn">-gvn</a></td><td>Global Value Numbering</td></tr>
 <tr><td><a href="#instcount">-instcount</a></td><td>Counts the various types of Instructions</td></tr>
 <tr><td><a href="#intervals">-intervals</a></td><td>Interval Partition Construction</td></tr>
 <tr><td><a href="#load-vn">-load-vn</a></td><td>Load Value Numbering</td></tr>
@@ -105,8 +110,8 @@ EOT
 <tr><td><a href="#targetdata">-targetdata</a></td><td>Target Data Layout</td></tr>
 
 
-<tr><th colspan="3"><b>TRANSFORM PASSES</b></th></tr>
-<tr><th>Option</th><th>Name</th><th>Directory</th></tr>
+<tr><th colspan="2"><b>TRANSFORM PASSES</b></th></tr>
+<tr><th>Option</th><th>Name</th></tr>
 <tr><td><a href="#adce">-adce</a></td><td>Aggressive Dead Code Elimination</td></tr>
 <tr><td><a href="#argpromotion">-argpromotion</a></td><td>Promote 'by reference' arguments to scalars</td></tr>
 <tr><td><a href="#block-placement">-block-placement</a></td><td>Profile Guided Basic Block Placement</td></tr>
@@ -123,6 +128,7 @@ EOT
 <tr><td><a href="#gcse">-gcse</a></td><td>Global Common Subexpression Elimination</td></tr>
 <tr><td><a href="#globaldce">-globaldce</a></td><td>Dead Global Elimination</td></tr>
 <tr><td><a href="#globalopt">-globalopt</a></td><td>Global Variable Optimizer</td></tr>
+<tr><td><a href="#gvn">-gvn</a></td><td>Global Value Numbering</td></tr>
 <tr><td><a href="#gvnpre">-gvnpre</a></td><td>Global Value Numbering/Partial Redundancy Elimination</td></tr>
 <tr><td><a href="#indmemrem">-indmemrem</a></td><td>Indirect Malloc and Free Removal</td></tr>
 <tr><td><a href="#indvars">-indvars</a></td><td>Canonicalize Induction Variables</td></tr>
@@ -169,8 +175,8 @@ EOT
 <tr><td><a href="#tailduplicate">-tailduplicate</a></td><td>Tail Duplication</td></tr>
 
 
-<tr><th colspan="3"><b>UTILITY PASSES</b></th></tr>
-<tr><th>Option</th><th>Name</th><th>Directory</th></tr>
+<tr><th colspan="2"><b>UTILITY PASSES</b></th></tr>
+<tr><th>Option</th><th>Name</th></tr>
 <tr><td><a href="#deadarghaX0r">-deadarghaX0r</a></td><td>Dead Argument Hacking (BUGPOINT USE ONLY; DO NOT USE)</td></tr>
 <tr><td><a href="#extract-blocks">-extract-blocks</a></td><td>Extract Basic Blocks From Module (for bugpoint use)</td></tr>
 <tr><td><a href="#emitbitcode">-emitbitcode</a></td><td>Bitcode Writer</td></tr>
@@ -191,7 +197,13 @@ EOT
   <a name="aa-eval">Exhaustive Alias Analysis Precision Evaluator</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>This is a simple N^2 alias analysis accuracy evaluator.
+  Basically, for each function in the program, it simply queries to see how the
+  alias analysis implementation answers alias queries between each pair of
+  pointers in the function.</p>
+
+  <p>This is inspired and adapted from code by: Naveen Neelakantam, Francesco
+  Spadini, and Wojciech Stryjewski.</p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -199,7 +211,67 @@ EOT
   <a name="anders-aa">Andersen's Interprocedural Alias Analysis</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This is an implementation of Andersen's interprocedural alias
+  analysis
+  </p>
+  
+  <p>
+  In pointer analysis terms, this is a subset-based, flow-insensitive,
+  field-sensitive, and context-insensitive algorithm pointer algorithm.
+  </p>
+  
+  <p>
+  This algorithm is implemented as three stages:
+  </p>
+  
+  <ol>
+    <li>Object identification.</li>
+    <li>Inclusion constraint identification.</li>
+    <li>Offline constraint graph optimization.</li>
+    <li>Inclusion constraint solving.</li>
+  </ol>
+  
+  <p>
+  The object identification stage identifies all of the memory objects in the
+  program, which includes globals, heap allocated objects, and stack allocated
+  objects.
+  </p>
+  
+  <p>
+  The inclusion constraint identification stage finds all inclusion constraints
+  in the program by scanning the program, looking for pointer assignments and
+  other statements that effect the points-to graph.  For a statement like 
+  <code><var>A</var> = <var>B</var></code>, this statement is processed to 
+  indicate that <var>A</var> can point to anything that <var>B</var> can point 
+  to.  Constraints can handle copies, loads, and stores, and address taking.
+  </p>
+  
+  <p>
+  The offline constraint graph optimization portion includes offline variable
+  substitution algorithms intended to computer pointer and location
+  equivalences.  Pointer equivalences are those pointers that will have the
+  same points-to sets, and location equivalences are those variables that
+  always appear together in points-to sets.
+  </p>
+  
+  <p>
+  The inclusion constraint solving phase iteratively propagates the inclusion
+  constraints until a fixed point is reached.  This is an O(<var>n</var>³) 
+  algorithm.
+  </p>
+  
+  <p>
+  Function constraints are handled as if they were structs with <var>X</var> 
+  fields. Thus, an access to argument <var>X</var> of function <var>Y</var> is 
+  an access to node index <code>getNode(<var>Y</var>) + <var>X</var></code>.  
+  This representation allows handling of indirect calls without any issues.  To 
+  wit, an indirect call <code><var>Y</var>(<var>a</var>,<var>b</var>)</code> is 
+  equivalent to <code>*(<var>Y</var> + 1) = <var>a</var>, *(<var>Y</var> + 2) = 
+  <var>b</var></code>. The return node for a function <var>F</var> is always 
+  located at <code>getNode(<var>F</var>) + CallReturnPos</code>. The arguments 
+  start at <code>getNode(<var>F</var>) + CallArgPos</code>.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -207,7 +279,11 @@ EOT
   <a name="basicaa">Basic Alias Analysis (default AA impl)</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This is the default implementation of the Alias Analysis interface
+  that simply implements a few identities (two different globals cannot alias,
+  etc), but otherwise does no analysis.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -223,7 +299,12 @@ EOT
   <a name="basicvn">Basic Value Numbering (default GVN impl)</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This is the default implementation of the <code>ValueNumbering</code>
+  interface.  It walks the SSA def-use chains to trivially identify
+  lexically identical expressions.  This does not require any ahead of time
+  analysis, so it is a very fast default implementation.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -231,7 +312,10 @@ EOT
   <a name="callgraph">Print a call graph</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass, only available in <code>opt</code>, prints the call graph to
+  standard output in a human-readable form.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -239,7 +323,10 @@ EOT
   <a name="callscc">Print SCCs of the Call Graph</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass, only available in <code>opt</code>, prints the SCCs of the call
+  graph to standard output in a human-readable form.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -247,7 +334,10 @@ EOT
   <a name="cfgscc">Print SCCs of each function CFG</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass, only available in <code>opt</code>, prints the SCCs of each
+  function CFG to standard output in a human-readable form.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -255,7 +345,11 @@ EOT
   <a name="codegenprepare">Optimize for code generation</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass munges the code in the input function to better prepare it for
+  SelectionDAG-based code generation.  This works around limitations in it's
+  basic-block-at-a-time approach.  It should eventually be removed.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -263,7 +357,10 @@ EOT
   <a name="count-aa">Count Alias Analysis Query Responses</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  A pass which can be used to count how many alias queries
+  are being made and how the alias analysis implementation being used responds.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -271,7 +368,16 @@ EOT
   <a name="debug-aa">AA use debugger</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This simple pass checks alias analysis users to ensure that if they
+  create a new value, they do not query AA without informing it of the value.
+  It acts as a shim over any other AA pass you want.
+  </p>
+  
+  <p>
+  Yes keeping track of every value in the program is expensive, but this is 
+  a debugging pass.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -279,7 +385,10 @@ EOT
   <a name="domfrontier">Dominance Frontier Construction</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass is a simple dominator construction algorithm for finding forward
+  dominator frontiers.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -287,7 +396,10 @@ EOT
   <a name="domtree">Dominator Tree Construction</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass is a simple dominator construction algorithm for finding forward
+  dominators.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -295,7 +407,12 @@ EOT
   <a name="externalfnconstants">Print external fn callsites passed constants</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass, only available in <code>opt</code>, prints out call sites to
+  external functions that are called with constant arguments.  This can be
+  useful when looking for standard library functions we should constant fold
+  or handle in alias analyses.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -303,15 +420,12 @@ EOT
   <a name="globalsmodref-aa">Simple mod/ref analysis for globals</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
-</div>
-
-<!-------------------------------------------------------------------------- -->
-<div class="doc_subsection">
-  <a name="gvn">Global Value Numbering</a>
-</div>
-<div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This simple pass provides alias and mod/ref information for global values
+  that do not have their address taken, and keeps track of whether functions
+  read or write memory (are "pure").  For this simple (but very common) case,
+  we can provide pretty accurate and useful information.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -319,7 +433,9 @@ EOT
   <a name="instcount">Counts the various types of Instructions</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass collects the count of all instructions and reports them
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -327,7 +443,15 @@ EOT
   <a name="intervals">Interval Partition Construction</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This analysis calculates and represents the interval partition of a function,
+  or a preexisting interval partition.
+  </p>
+  
+  <p>
+  In this way, the interval partition may be used to reduce a flow graph down
+  to its degenerate single node interval partition (unless it is irreducible).
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -335,7 +459,21 @@ EOT
   <a name="load-vn">Load Value Numbering</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass value numbers load and call instructions.  To do this, it finds
+  lexically identical load instructions, and uses alias analysis to determine
+  which loads are guaranteed to produce the same value.  To value number call
+  instructions, it looks for calls to functions that do not write to memory
+  which do not have intervening instructions that clobber the memory that is
+  read from.
+  </p>
+  
+  <p>
+  This pass builds off of another value numbering pass to implement value
+  numbering for non-load and non-call instructions.  It uses Alias Analysis so
+  that it can disambiguate the load instructions.  The more powerful these base
+  analyses are, the more powerful the resultant value numbering will be.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -343,7 +481,12 @@ EOT
   <a name="loops">Natural Loop Construction</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This analysis is used to identify natural loops and determine the loop depth
+  of various nodes of the CFG.  Note that the loops identified may actually be
+  several natural loops that share the same header node... not just a single
+  natural loop.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -351,7 +494,12 @@ EOT
   <a name="memdep">Memory Dependence Analysis</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  An analysis that determines, for a given memory operation, what preceding 
+  memory operations it depends on.  It builds on alias analysis information, and 
+  tries to provide a lazy, caching interface to a common kind of alias 
+  information query.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -359,7 +507,11 @@ EOT
   <a name="no-aa">No Alias Analysis (always returns 'may' alias)</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  Always returns "I don't know" for alias queries.  NoAA is unlike other alias
+  analysis implementations, in that it does not chain to a previous analysis. As
+  such it doesn't follow many of the rules that other alias analyses must.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -367,7 +519,10 @@ EOT
   <a name="no-profile">No Profile Information</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  The default "no profile" implementation of the abstract
+  <code>ProfileInfo</code> interface.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -375,7 +530,10 @@ EOT
   <a name="postdomfrontier">Post-Dominance Frontier Construction</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass is a simple post-dominator construction algorithm for finding
+  post-dominator frontiers.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -383,7 +541,10 @@ EOT
   <a name="postdomtree">Post-Dominator Tree Construction</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass is a simple post-dominator construction algorithm for finding
+  post-dominators.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -391,7 +552,11 @@ EOT
   <a name="print">Print function to stderr</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  The <code>PrintFunctionPass</code> class is designed to be pipelined with
+  other <code>FunctionPass</code>es, and prints out the functions of the module
+  as they are processed.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -407,7 +572,11 @@ EOT
   <a name="print-callgraph">Print Call Graph to 'dot' file</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass, only available in <code>opt</code>, prints the call graph into a
+  <code>.dot</code> graph.  This graph can then be processed with the "dot" tool
+  to convert it to postscript or some other suitable format.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -415,7 +584,11 @@ EOT
   <a name="print-cfg">Print CFG of function to 'dot' file</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass, only available in <code>opt</code>, prints the control flow graph
+  into a <code>.dot</code> graph.  This graph can then be processed with the
+  "dot" tool to convert it to postscript or some other suitable format.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -423,7 +596,12 @@ EOT
   <a name="print-cfg-only">Print CFG of function to 'dot' file (with no function bodies)</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass, only available in <code>opt</code>, prints the control flow graph
+  into a <code>.dot</code> graph, omitting the function bodies.  This graph can
+  then be processed with the "dot" tool to convert it to postscript or some
+  other suitable format.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -431,7 +609,9 @@ EOT
   <a name="printm">Print module to stderr</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass simply prints out the entire module when it is executed.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -439,7 +619,10 @@ EOT
   <a name="printusedtypes">Find Used Types</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass is used to seek out all of the types in use by the program.  Note
+  that this analysis explicitly does not include types only used by the symbol
+  table.
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -447,7 +630,10 @@ EOT
   <a name="profile-loader">Load profile information from llvmprof.out</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  A concrete implementation of profiling information that loads the information
+  from a profile dump file.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -455,7 +641,18 @@ EOT
   <a name="scalar-evolution">Scalar Evolution Analysis</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  The <code>ScalarEvolution</code> analysis can be used to analyze and
+  catagorize scalar expressions in loops.  It specializes in recognizing general
+  induction variables, representing them with the abstract and opaque
+  <code>SCEV</code> class.  Given this analysis, trip counts of loops and other
+  important properties can be obtained.
+  </p>
+  
+  <p>
+  This analysis is primarily useful for induction variable substitution and
+  strength reduction.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -463,7 +660,8 @@ EOT
   <a name="targetdata">Target Data Layout</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>Provides other passes access to information on how the size and alignment
+  required by the the target ABI for various data types.</p>
 </div>
 
 <!-- ======================================================================= -->
@@ -488,7 +686,30 @@ EOT
   <a name="argpromotion">Promote 'by reference' arguments to scalars</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass promotes "by reference" arguments to be "by value" arguments.  In
+  practice, this means looking for internal functions that have pointer
+  arguments.  If it can prove, through the use of alias analysis, that an
+  argument is *only* loaded, then it can pass the value into the function
+  instead of the address of the value.  This can cause recursive simplification
+  of code and lead to the elimination of allocas (especially in C++ template
+  code like the STL).
+  </p>
+  
+  <p>
+  This pass also handles aggregate arguments that are passed into a function,
+  scalarizing them if the elements of the aggregate are only loaded.  Note that
+  it refuses to scalarize aggregates which would require passing in more than
+  three operands to the function, because passing thousands of operands for a
+  large array or structure is unprofitable!
+  </p>
+  
+  <p>
+  Note that this transformation could also be done for arguments that are only
+  stored to (returning the value instead), but does not currently.  This case
+  would be best handled when and if LLVM starts supporting multiple return
+  values from functions.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -496,21 +717,11 @@ EOT
   <a name="block-placement">Profile Guided Basic Block Placement</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>This pass implements a very simple profile guided basic block placement
-  algorithm.  The idea is to put frequently executed blocks together at the
-  start of the function, and hopefully increase the number of fall-through
-  conditional branches.  If there is no profile information for a particular
-  function, this pass basically orders blocks in depth-first order.</p>
-  <p>The algorithm implemented here is basically "Algo1" from "Profile Guided 
-  Code Positioning" by Pettis and Hansen, except that it uses basic block 
-  counts instead of edge counts.  This could be improved in many ways, but is 
-  very simple for now.</p>
-  <p>Basically we "place" the entry block, then loop over all successors in a 
-  DFO, placing the most frequently executed successor until we run out of 
-  blocks.  Did we mention that this was <b>extremely</b> simplistic? This is 
-  also much slower than it could be.  When it becomes important, this pass 
-  will be rewritten to use a better algorithm, and then we can worry about 
-  efficiency.</p>
+  <p>This pass is a very simple profile guided basic block placement algorithm.
+  The idea is to put frequently executed blocks together at the start of the
+  function and hopefully increase the number of fall-through conditional
+  branches.  If there is no profile information for a particular function, this
+  pass basically orders blocks in depth-first order.</p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -518,7 +729,12 @@ EOT
   <a name="break-crit-edges">Break critical edges in CFG</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  Break all of the critical edges in the CFG by inserting a dummy basic block.
+  It may be "required" by passes that cannot deal with critical edges. This
+  transformation obviously invalidates the CFG, but can update forward dominator
+  (set, immediate dominators, tree, and frontier) information.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -529,15 +745,16 @@ EOT
   <p>Correlated Expression Elimination propagates information from conditional
   branches to blocks dominated by destinations of the branch.  It propagates
   information from the condition check itself into the body of the branch,
-  allowing transformations like these for example:
-  <pre>
-    if (i == 7)
-      ... 4*i;  // constant propagation
+  allowing transformations like these for example:</p>
+  
+<blockquote><pre>
+if (i == 7)
+  ... 4*i;  // constant propagation
 
-    M = i+1; N = j+1;
-    if (i == j)
-      X = M-N;  // = M-M == 0;
-   </pre></p>
+M = i+1; N = j+1;
+if (i == j)
+  X = M-N;  // = M-M == 0;
+</pre></blockquote>
 
    <p>This is called Correlated Expression Elimination because we eliminate or
    simplify expressions that are correlated with the direction of a branch. In
@@ -559,7 +776,12 @@ EOT
   <a name="constmerge">Merge Duplicate Global Constants</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  Merges duplicate global constants together into a single constant that is
+  shared.  This is useful because some passes (ie TraceValues) insert a lot of
+  string constants into the program, regardless of whether or not an existing
+  string is available.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -569,10 +791,10 @@ EOT
 <div class="doc_text">
   <p>This file implements constant propagation and merging. It looks for
   instructions involving only constant operands and replaces them with a
-  constant value instead of an instruction. For example:
-  <pre>add i32 1, 2</pre><br/>
-  becomes
-  <pre>i32 3</pre></p>
+  constant value instead of an instruction. For example:</p>
+  <blockquote><pre>add i32 1, 2</pre></blockquote>
+  <p>becomes</p>
+  <blockquote><pre>i32 3</pre></blockquote>
   <p>NOTE: this pass has a habit of making definitions be dead.  It is a good 
   idea to to run a <a href="#die">DIE</a> (Dead Instruction Elimination) pass 
   sometime after running this pass.</p>
@@ -583,7 +805,11 @@ EOT
   <a name="dce">Dead Code Elimination</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  Dead code elimination is similar to <a href="#die">dead instruction
+  elimination</a>, but it rechecks instructions that were used by removed
+  instructions to see if they are newly dead.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -591,7 +817,17 @@ EOT
   <a name="deadargelim">Dead Argument Elimination</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass deletes dead arguments from internal functions.  Dead argument
+  elimination removes arguments which are directly dead, as well as arguments
+  only passed into function calls as dead arguments of other functions.  This
+  pass also deletes dead arguments in a similar way.
+  </p>
+  
+  <p>
+  This pass is often useful as a cleanup pass to run after aggressive
+  interprocedural passes, which add possibly-dead arguments.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -599,7 +835,11 @@ EOT
   <a name="deadtypeelim">Dead Type Elimination</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass is used to cleanup the output of GCC.  It eliminate names for types
+  that are unused in the entire translation unit, using the <a
+  href="#findusedtypes">find used types</a> pass.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -607,7 +847,10 @@ EOT
   <a name="die">Dead Instruction Elimination</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  Dead instruction elimination performs a single pass over the function,
+  removing instructions that are obviously dead.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -615,7 +858,10 @@ EOT
   <a name="dse">Dead Store Elimination</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  A trivial dead store elimination that only considers basic-block local
+  redundant stores.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -623,7 +869,12 @@ EOT
   <a name="gcse">Global Common Subexpression Elimination</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass is designed to be a very quick global transformation that
+  eliminates global common subexpressions from a function.  It does this by
+  using an existing value numbering implementation to identify the common
+  subexpressions, eliminating them when possible.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -631,7 +882,13 @@ EOT
   <a name="globaldce">Dead Global Elimination</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This transform is designed to eliminate unreachable internal globals from the
+  program.  It uses an aggressive algorithm, searching out globals that are
+  known to be alive.  After it finds all of the globals which are needed, it
+  deletes whatever is left over.  This allows it to delete recursive chunks of
+  the program which are unreachable.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -639,7 +896,22 @@ EOT
   <a name="globalopt">Global Variable Optimizer</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass transforms simple global variables that never have their address
+  taken.  If obviously true, it marks read/write globals as constant, deletes
+  variables only stored to, etc.
+  </p>
+</div>
+
+<!-------------------------------------------------------------------------- -->
+<div class="doc_subsection">
+  <a name="gvn">Global Value Numbering</a>
+</div>
+<div class="doc_text">
+  <p>
+  This pass performs global value numbering to eliminate fully redundant
+  instructions.  It also performs simple dead load elimination.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -647,7 +919,16 @@ EOT
   <a name="gvnpre">Global Value Numbering/Partial Redundancy Elimination</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass performs a hybrid of global value numbering and partial redundancy
+  elimination, known as GVN-PRE.  It performs partial redundancy elimination on
+  values, rather than lexical expressions, allowing a more comprehensive view 
+  the optimization.  It replaces redundant values with uses of earlier 
+  occurences of the same value.  While this is beneficial in that it eliminates
+  unneeded computation, it also increases register pressure by creating large
+  live ranges, and should be used with caution on platforms that are very 
+  sensitive to register pressure.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -655,7 +936,16 @@ EOT
   <a name="indmemrem">Indirect Malloc and Free Removal</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass finds places where memory allocation functions may escape into
+  indirect land.  Some transforms are much easier (aka possible) only if free 
+  or malloc are not called indirectly.
+  </p>
+  
+  <p>
+  Thus find places where the address of memory functions are taken and construct
+  bounce functions with direct calls of those functions.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -663,7 +953,50 @@ EOT
   <a name="indvars">Canonicalize Induction Variables</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This transformation analyzes and transforms the induction variables (and
+  computations derived from them) into simpler forms suitable for subsequent
+  analysis and transformation.
+  </p>
+  
+  <p>
+  This transformation makes the following changes to each loop with an
+  identifiable induction variable:
+  </p>
+  
+  <ol>
+    <li>All loops are transformed to have a <em>single</em> canonical
+        induction variable which starts at zero and steps by one.</li>
+    <li>The canonical induction variable is guaranteed to be the first PHI node
+        in the loop header block.</li>
+    <li>Any pointer arithmetic recurrences are raised to use array
+        subscripts.</li>
+  </ol>
+  
+  <p>
+  If the trip count of a loop is computable, this pass also makes the following
+  changes:
+  </p>
+  
+  <ol>
+    <li>The exit condition for the loop is canonicalized to compare the
+        induction value against the exit value.  This turns loops like:
+        <blockquote><pre>for (i = 7; i*i < 1000; ++i)</pre></blockquote>
+        into
+        <blockquote><pre>for (i = 0; i != 25; ++i)</pre></blockquote></li>
+    <li>Any use outside of the loop of an expression derived from the indvar
+        is changed to compute the derived value outside of the loop, eliminating
+        the dependence on the exit value of the induction variable.  If the only
+        purpose of the loop is to compute the exit value of some derived
+        expression, this transformation will make the loop dead.</li>
+  </p>
+  
+  <p>
+  This transformation should be followed by strength reduction after all of the
+  desired loop transformations have been performed.  Additionally, on targets
+  where it is profitable, the loop could be transformed to count down to zero
+  (the "do loop" optimization).
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -671,7 +1004,9 @@ EOT
   <a name="inline">Function Integration/Inlining</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  Bottom-up inlining of functions into callees.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -679,7 +1014,18 @@ EOT
   <a name="insert-block-profiling">Insert instrumentation for block profiling</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass instruments the specified program with counters for basic block
+  profiling, which counts the number of times each basic block executes.  This
+  is the most basic form of profiling, which can tell which blocks are hot, but
+  cannot reliably detect hot paths through the CFG.
+  </p>
+  
+  <p>
+  Note that this implementation is very naïve.  Control equivalent regions of
+  the CFG should not require duplicate counters, but it does put duplicate
+  counters in.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -687,7 +1033,17 @@ EOT
   <a name="insert-edge-profiling">Insert instrumentation for edge profiling</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass instruments the specified program with counters for edge profiling.
+  Edge profiling can give a reasonable approximation of the hot paths through a
+  program, and is used for a wide variety of program transformations.
+  </p>
+  
+  <p>
+  Note that this implementation is very naïve.  It inserts a counter for
+  <em>every</em> edge in the program, instead of using control flow information
+  to prune the number of counters inserted.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -695,7 +1051,10 @@ EOT
   <a name="insert-function-profiling">Insert instrumentation for function profiling</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  This pass instruments the specified program with counters for function
+  profiling, which counts the number of times each function is called.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -703,7 +1062,11 @@ EOT
   <a name="insert-null-profiling-rs">Measure profiling framework overhead</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  The basic profiler that does nothing.  It is the default profiler and thus
+  terminates <code>RSProfiler</code> chains.  It is useful for  measuring
+  framework overhead.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -711,7 +1074,20 @@ EOT
   <a name="insert-rs-profiling-framework">Insert random sampling instrumentation framework</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  The second stage of the random-sampling instrumentation framework, duplicates
+  all instructions in a function, ignoring the profiling code, then connects the
+  two versions together at the entry and at backedges.  At each connection point
+  a choice is made as to whether to jump to the profiled code (take a sample) or
+  execute the unprofiled code.
+  </p>
+  
+  <p>
+  After this pass, it is highly recommended to run<a href="#mem2reg">mem2reg</a>
+  and <a href="#adce">adce</a>. <a href="#instcombine">instcombine</a>,
+  <a href="#load-vn">load-vn</a>, <a href="#gdce">gdce</a>, and
+  <a href="#dse">dse</a> also are good to run afterwards.
+  </p>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->
@@ -719,7 +1095,53 @@ EOT
   <a name="instcombine">Combine redundant instructions</a>
 </div>
 <div class="doc_text">
-  <p>Yet to be written.</p>
+  <p>
+  Combine instructions to form fewer, simple
+  instructions.  This pass does not modify the CFG This pass is where algebraic
+  simplification happens.
+  </p>
+  
+  <p>
+  This pass combines things like:
+  </p>
+  
+<blockquote><pre
+>%Y = add i32 %X, 1
+%Z = add i32 %Y, 1</pre></blockquote>
+  
+  <p>
+  into:
+  </p>
+
+<blockquote><pre
+>%Z = add i32 %X, 2</pre></blockquote>
+  
+  <p>
+  This is a simple worklist driven algorithm.
+  </p>
+  
+  <p>
+  This pass guarantees that the following canonicalizations are performed on
+  the program:
+  </p>
+
+  <ul>
+    <li>If a binary operator has a constant operand, it is moved to the right-
+        hand side.</li>
+    <li>Bitwise operators with constant operands are always grouped so that
+        shifts are performed first, then <code>or</code>s, then
+        <code>and</code>s, then <code>xor</code>s.</li>
+    <li>Compare instructions are converted from <code>&lt;</code>,
+        <code>&gt;</code>, <code>≤</code>, or <code>≥</code> to
+        <code>=</code> or <code>≠</code> if possible.</li>
+    <li>All <code>cmp</code> instructions on boolean values are replaced with
+        logical operations.</li>
+    <li><code>add <var>X</var>, <var>X</var></code> is represented as
+        <code>mul <var>X</var>, 2</code> ⇒ <code>shl <var>X</var>, 1</code></li>
+    <li>Multiplies with a constant power-of-two argument are transformed into
+        shifts.</li>
+    <li>… etc.</li>
+  </ul>
 </div>
 
 <!-------------------------------------------------------------------------- -->