AMDPGU/SI: Use AssertZext node to mask high bit for scratch offsets
[oota-llvm.git] / lib / Target / README.txt
index 9ff4b5b337a51f0feaba5664cbe94b44034fc870..282d9234c1a5a5db8d96e5292b690b28911e92ab 100644 (file)
@@ -2,70 +2,25 @@ Target Independent Opportunities:
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-We should make the various target's "IMPLICIT_DEF" instructions be a single
-target-independent opcode like TargetInstrInfo::INLINEASM.  This would allow
-us to eliminate the TargetInstrDesc::isImplicitDef() method, and would allow
-us to avoid having to define this for every target for every register class.
+We should recognized various "overflow detection" idioms and translate them into
+llvm.uadd.with.overflow and similar intrinsics.  Here is a multiply idiom:
 
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
-With the recent changes to make the implicit def/use set explicit in
-machineinstrs, we should change the target descriptions for 'call' instructions
-so that the .td files don't list all the call-clobbered registers as implicit
-defs.  Instead, these should be added by the code generator (e.g. on the dag).
-
-This has a number of uses:
-
-1. PPC32/64 and X86 32/64 can avoid having multiple copies of call instructions
-   for their different impdef sets.
-2. Targets with multiple calling convs (e.g. x86) which have different clobber
-   sets don't need copies of call instructions.
-3. 'Interprocedural register allocation' can be done to reduce the clobber sets
-   of calls.
-
-//===---------------------------------------------------------------------===//
+unsigned int mul(unsigned int a,unsigned int b) {
+ if ((unsigned long long)a*b>0xffffffff)
+   exit(0);
+  return a*b;
+}
 
-Make the PPC branch selector target independant
+The legalization code for mul-with-overflow needs to be made more robust before
+this can be implemented though.
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
 Get the C front-end to expand hypot(x,y) -> llvm.sqrt(x*x+y*y) when errno and
-precision don't matter (ffastmath).  Misc/mandel will like this. :)
-
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
-Solve this DAG isel folding deficiency:
-
-int X, Y;
-
-void fn1(void)
-{
-  X = X | (Y << 3);
-}
-
-compiles to
-
-fn1:
-       movl Y, %eax
-       shll $3, %eax
-       orl X, %eax
-       movl %eax, X
-       ret
-
-The problem is the store's chain operand is not the load X but rather
-a TokenFactor of the load X and load Y, which prevents the folding.
-
-There are two ways to fix this:
-
-1. The dag combiner can start using alias analysis to realize that y/x
-   don't alias, making the store to X not dependent on the load from Y.
-2. The generated isel could be made smarter in the case it can't
-   disambiguate the pointers.
-
-Number 1 is the preferred solution.
-
-This has been "fixed" by a TableGen hack. But that is a short term workaround
-which will be removed once the proper fix is made.
+precision don't matter (ffastmath).  Misc/mandel will like this. :)  This isn't
+safe in general, even on darwin.  See the libm implementation of hypot for
+examples (which special case when x/y are exactly zero to get signed zeros etc
+right).
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
@@ -87,7 +42,17 @@ Shrink: (setlt (loadi32 P), 0) -> (setlt (loadi8 Phi), 0)
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-Reassociate should turn: X*X*X*X -> t=(X*X) (t*t) to eliminate a multiply.
+Reassociate should turn things like:
+
+int factorial(int X) {
+ return X*X*X*X*X*X*X*X;
+}
+
+into llvm.powi calls, allowing the code generator to produce balanced
+multiplication trees.
+
+First, the intrinsic needs to be extended to support integers, and second the
+code generator needs to be enhanced to lower these to multiplication trees.
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
@@ -100,7 +65,33 @@ int foo(int z, int n) {
   return bar(z, n) + bar(2*z, 2*n);
 }
 
-Reassociate should handle the example in GCC PR16157.
+This is blocked on not handling X*X*X -> powi(X, 3) (see note above).  The issue
+is that we end up getting t = 2*X  s = t*t   and don't turn this into 4*X*X,
+which is the same number of multiplies and is canonical, because the 2*X has
+multiple uses.  Here's a simple example:
+
+define i32 @test15(i32 %X1) {
+  %B = mul i32 %X1, 47   ; X1*47
+  %C = mul i32 %B, %B
+  ret i32 %C
+}
+
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Reassociate should handle the example in GCC PR16157:
+
+extern int a0, a1, a2, a3, a4; extern int b0, b1, b2, b3, b4; 
+void f () {  /* this can be optimized to four additions... */ 
+        b4 = a4 + a3 + a2 + a1 + a0; 
+        b3 = a3 + a2 + a1 + a0; 
+        b2 = a2 + a1 + a0; 
+        b1 = a1 + a0; 
+} 
+
+This requires reassociating to forms of expressions that are already available,
+something that reassoc doesn't think about yet.
+
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
@@ -123,14 +114,13 @@ stuff too.
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-For vector types, TargetData.cpp::getTypeInfo() returns alignment that is equal
+For vector types, DataLayout.cpp::getTypeInfo() returns alignment that is equal
 to the type size. It works but can be overly conservative as the alignment of
 specific vector types are target dependent.
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-We should add 'unaligned load/store' nodes, and produce them from code like
-this:
+We should produce an unaligned load from code like this:
 
 v4sf example(float *P) {
   return (v4sf){P[0], P[1], P[2], P[3] };
@@ -166,81 +156,8 @@ Expand these to calls of sin/cos and stores:
 Doing so could allow SROA of the destination pointers.  See also:
 http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=17687
 
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
-Scalar Repl cannot currently promote this testcase to 'ret long cst':
-
-        %struct.X = type { i32, i32 }
-        %struct.Y = type { %struct.X }
-
-define i64 @bar() {
-        %retval = alloca %struct.Y, align 8
-        %tmp12 = getelementptr %struct.Y* %retval, i32 0, i32 0, i32 0
-        store i32 0, i32* %tmp12
-        %tmp15 = getelementptr %struct.Y* %retval, i32 0, i32 0, i32 1
-        store i32 1, i32* %tmp15
-        %retval.upgrd.1 = bitcast %struct.Y* %retval to i64*
-        %retval.upgrd.2 = load i64* %retval.upgrd.1
-        ret i64 %retval.upgrd.2
-}
-
-it should be extended to do so.
-
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
--scalarrepl should promote this to be a vector scalar.
-
-        %struct..0anon = type { <4 x float> }
-
-define void @test1(<4 x float> %V, float* %P) {
-        %u = alloca %struct..0anon, align 16
-        %tmp = getelementptr %struct..0anon* %u, i32 0, i32 0
-        store <4 x float> %V, <4 x float>* %tmp
-        %tmp1 = bitcast %struct..0anon* %u to [4 x float]*
-        %tmp.upgrd.1 = getelementptr [4 x float]* %tmp1, i32 0, i32 1
-        %tmp.upgrd.2 = load float* %tmp.upgrd.1
-        %tmp3 = mul float %tmp.upgrd.2, 2.000000e+00
-        store float %tmp3, float* %P
-        ret void
-}
-
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
-Turn this into a single byte store with no load (the other 3 bytes are
-unmodified):
-
-void %test(uint* %P) {
-       %tmp = load uint* %P
-        %tmp14 = or uint %tmp, 3305111552
-        %tmp15 = and uint %tmp14, 3321888767
-        store uint %tmp15, uint* %P
-        ret void
-}
-
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
-dag/inst combine "clz(x)>>5 -> x==0" for 32-bit x.
-
-Compile:
-
-int bar(int x)
-{
-  int t = __builtin_clz(x);
-  return -(t>>5);
-}
-
-to:
-
-_bar:   addic r3,r3,-1
-        subfe r3,r3,r3
-        blr
-
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
-Legalize should lower ctlz like this:
-  ctlz(x) = popcnt((x-1) & ~x)
-
-on targets that have popcnt but not ctlz.  itanium, what else?
+This is now easily doable with MRVs.  We could even make an intrinsic for this
+if anyone cared enough about sincos.
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
@@ -267,7 +184,7 @@ so cool to turn it into something like:
 ... which would only do one 32-bit XOR per loop iteration instead of two.
 
 It would also be nice to recognize the reg->size doesn't alias reg->node[i], but
-alas...
+this requires TBAA.
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
@@ -283,6 +200,22 @@ unsigned long reverse(unsigned v) {
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
+[LOOP DELETION]
+
+We don't delete this output free loop, because trip count analysis doesn't
+realize that it is finite (if it were infinite, it would be undefined).  Not
+having this blocks Loop Idiom from matching strlen and friends.  
+
+void foo(char *C) {
+  int x = 0;
+  while (*C)
+    ++x,++C;
+}
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+[LOOP RECOGNITION]
+
 These idioms should be recognized as popcount (see PR1488):
 
 unsigned countbits_slow(unsigned v) {
@@ -291,22 +224,7 @@ unsigned countbits_slow(unsigned v) {
     c += v & 1;
   return c;
 }
-unsigned countbits_fast(unsigned v){
-  unsigned c;
-  for (c = 0; v; c++)
-    v &= v - 1; // clear the least significant bit set
-  return c;
-}
 
-BITBOARD = unsigned long long
-int PopCnt(register BITBOARD a) {
-  register int c=0;
-  while(a) {
-    c++;
-    a &= a - 1;
-  }
-  return c;
-}
 unsigned int popcount(unsigned int input) {
   unsigned int count = 0;
   for (unsigned int i =  0; i < 4 * 8; i++)
@@ -314,6 +232,18 @@ unsigned int popcount(unsigned int input) {
   return count;
 }
 
+This should be recognized as CLZ:  rdar://8459039
+
+unsigned clz_a(unsigned a) {
+  int i;
+  for (i=0;i<32;i++)
+    if (a & (1<<(31-i)))
+      return i;
+  return 32;
+}
+
+This sort of thing should be added to the loop idiom pass.
+
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
 These should turn into single 16-bit (unaligned?) loads on little/big endian
@@ -342,9 +272,25 @@ this construct.
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-viterbi speeds up *significantly* if the various "history" related copy loops
-are turned into memcpy calls at the source level.  We need a "loops to memcpy"
-pass.
+[LOOP OPTIMIZATION]
+
+SingleSource/Benchmarks/Misc/dt.c shows several interesting optimization
+opportunities in its double_array_divs_variable function: it needs loop
+interchange, memory promotion (which LICM already does), vectorization and
+variable trip count loop unrolling (since it has a constant trip count). ICC
+apparently produces this very nice code with -ffast-math:
+
+..B1.70:                        # Preds ..B1.70 ..B1.69
+       mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
+       mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
+       mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
+       mulpd     %xmm0, %xmm1                                  #108.2
+       addl      $8, %edx                                      #
+       cmpl      $131072, %edx                                 #108.2
+       jb        ..B1.70       # Prob 99%                      #108.2
+
+It would be better to count down to zero, but this is a lot better than what we
+do.
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
@@ -373,41 +319,7 @@ we don't have whole-function selection dags.  On x86, this means we use one
 extra register for the function when effective_addr2 is declared as U64 than
 when it is declared U32.
 
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
-Promote for i32 bswap can use i64 bswap + shr.  Useful on targets with 64-bit
-regs and bswap, like itanium.
-
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
-LSR should know what GPR types a target has.  This code:
-
-volatile short X, Y; // globals
-
-void foo(int N) {
-  int i;
-  for (i = 0; i < N; i++) { X = i; Y = i*4; }
-}
-
-produces two identical IV's (after promotion) on PPC/ARM:
-
-LBB1_1: @bb.preheader
-        mov r3, #0
-        mov r2, r3
-        mov r1, r3
-LBB1_2: @bb
-        ldr r12, LCPI1_0
-        ldr r12, [r12]
-        strh r2, [r12]
-        ldr r12, LCPI1_1
-        ldr r12, [r12]
-        strh r3, [r12]
-        add r1, r1, #1    <- [0,+,1]
-        add r3, r3, #4
-        add r2, r2, #1    <- [0,+,1]
-        cmp r1, r0
-        bne LBB1_2      @bb
-
+PHI Slicing could be extended to do this.
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
@@ -447,22 +359,6 @@ return:            ; preds = %then.1, %else.0, %then.0
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-Tail recursion elimination is not transforming this function, because it is
-returning n, which fails the isDynamicConstant check in the accumulator 
-recursion checks.
-
-long long fib(const long long n) {
-  switch(n) {
-    case 0:
-    case 1:
-      return n;
-    default:
-      return fib(n-1) + fib(n-2);
-  }
-}
-
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
 Tail recursion elimination should handle:
 
 int pow2m1(int n) {
@@ -496,23 +392,6 @@ entry:
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-"basicaa" should know how to look through "or" instructions that act like add
-instructions.  For example in this code, the x*4+1 is turned into x*4 | 1, and
-basicaa can't analyze the array subscript, leading to duplicated loads in the
-generated code:
-
-void test(int X, int Y, int a[]) {
-int i;
-  for (i=2; i<1000; i+=4) {
-  a[i+0] = a[i-1+0]*a[i-2+0];
-  a[i+1] = a[i-1+1]*a[i-2+1];
-  a[i+2] = a[i-1+2]*a[i-2+2];
-  a[i+3] = a[i-1+3]*a[i-2+3];
-  }
-}
-
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
 We should investigate an instruction sinking pass.  Consider this silly
 example in pic mode:
 
@@ -590,72 +469,21 @@ struct THotKey { short Key; bool Control; bool Shift; bool Alt; };
 extern THotKey m_HotKey;
 THotKey GetHotKey () { return m_HotKey; }
 
-into (-O3 -fno-exceptions -static -fomit-frame-pointer):
-
-__Z9GetHotKeyv:
-       pushl   %esi
-       movl    8(%esp), %eax
-       movb    _m_HotKey+3, %cl
-       movb    _m_HotKey+4, %dl
-       movb    _m_HotKey+2, %ch
-       movw    _m_HotKey, %si
-       movw    %si, (%eax)
-       movb    %ch, 2(%eax)
-       movb    %cl, 3(%eax)
-       movb    %dl, 4(%eax)
-       popl    %esi
-       ret     $4
-
-GCC produces:
-
-__Z9GetHotKeyv:
-       movl    _m_HotKey, %edx
-       movl    4(%esp), %eax
-       movl    %edx, (%eax)
-       movzwl  _m_HotKey+4, %edx
-       movw    %dx, 4(%eax)
-       ret     $4
-
-The LLVM IR contains the needed alignment info, so we should be able to 
-merge the loads and stores into 4-byte loads:
-
-       %struct.THotKey = type { i16, i8, i8, i8 }
-define void @_Z9GetHotKeyv(%struct.THotKey* sret  %agg.result) nounwind  {
-...
-       %tmp2 = load i16* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 0), align 8
-       %tmp5 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 1), align 2
-       %tmp8 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 2), align 1
-       %tmp11 = load i8* getelementptr (@m_HotKey, i32 0, i32 3), align 2
-
-Alternatively, we should use a small amount of base-offset alias analysis
-to make it so the scheduler doesn't need to hold all the loads in regs at
-once.
-
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
-We should extend parameter attributes to capture more information about
-pointer parameters for alias analysis.  Some ideas:
-
-1. Add a "nocapture" attribute, which indicates that the callee does not store
-   the address of the parameter into a global or any other memory location
-   visible to the callee.  This can be used to make basicaa and other analyses
-   more powerful.  It is true for things like memcpy, strcat, and many other
-   things, including structs passed by value, most C++ references, etc.
-2. Generalize readonly to be set on parameters.  This is important mod/ref 
-   info for the function, which is important for basicaa and others.  It can
-   also be used by the inliner to avoid inserting a memcpy for byval 
-   arguments when the function is inlined.
-
-These functions can be inferred by various analysis passes such as the 
-globalsmodrefaa pass.  Note that getting #2 right is actually really tricky.
-Consider this code:
-
-struct S;  S G;
-void caller(S byvalarg) { G.field = 1; ... }
-void callee() { caller(G); }
-
-The fact that the caller does not modify byval arg is not enough, we need
-to know that it doesn't modify G either.  This is very tricky.
+into (-m64 -O3 -fno-exceptions -static -fomit-frame-pointer):
+
+__Z9GetHotKeyv:                         ## @_Z9GetHotKeyv
+       movq    _m_HotKey@GOTPCREL(%rip), %rax
+       movzwl  (%rax), %ecx
+       movzbl  2(%rax), %edx
+       shlq    $16, %rdx
+       orq     %rcx, %rdx
+       movzbl  3(%rax), %ecx
+       shlq    $24, %rcx
+       orq     %rdx, %rcx
+       movzbl  4(%rax), %eax
+       shlq    $32, %rax
+       orq     %rcx, %rax
+       ret
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
@@ -664,64 +492,38 @@ implementations of ceil/floor/rint.
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-This GCC bug: http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=34043
-contains a testcase that compiles down to:
-
-       %struct.XMM128 = type { <4 x float> }
-..
-       %src = alloca %struct.XMM128
-..
-       %tmp6263 = bitcast %struct.XMM128* %src to <2 x i64>*
-       %tmp65 = getelementptr %struct.XMM128* %src, i32 0, i32 0
-       store <2 x i64> %tmp5899, <2 x i64>* %tmp6263, align 16
-       %tmp66 = load <4 x float>* %tmp65, align 16             
-       %tmp71 = add <4 x float> %tmp66, %tmp66         
-
-If the mid-level optimizer turned the bitcast of pointer + store of tmp5899
-into a bitcast of the vector value and a store to the pointer, then the 
-store->load could be easily removed.
-
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
 Consider:
 
 int test() {
-  long long input[8] = {1,1,1,1,1,1,1,1};
+  long long input[8] = {1,0,1,0,1,0,1,0};
   foo(input);
 }
 
-We currently compile this into a memcpy from a global array since the 
-initializer is fairly large and not memset'able.  This is good, but the memcpy
-gets lowered to load/stores in the code generator.  This is also ok, except
-that the codegen lowering for memcpy doesn't handle the case when the source
-is a constant global.  This gives us atrocious code like this:
+Clang compiles this into:
 
-       call    "L1$pb"
-"L1$pb":
-       popl    %eax
-       movl    _C.0.1444-"L1$pb"+32(%eax), %ecx
-       movl    %ecx, 40(%esp)
-       movl    _C.0.1444-"L1$pb"+20(%eax), %ecx
-       movl    %ecx, 28(%esp)
-       movl    _C.0.1444-"L1$pb"+36(%eax), %ecx
-       movl    %ecx, 44(%esp)
-       movl    _C.0.1444-"L1$pb"+44(%eax), %ecx
-       movl    %ecx, 52(%esp)
-       movl    _C.0.1444-"L1$pb"+40(%eax), %ecx
-       movl    %ecx, 48(%esp)
-       movl    _C.0.1444-"L1$pb"+12(%eax), %ecx
-       movl    %ecx, 20(%esp)
-       movl    _C.0.1444-"L1$pb"+4(%eax), %ecx
-...
+  call void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* %tmp, i8 0, i64 64, i32 16, i1 false)
+  %0 = getelementptr [8 x i64]* %input, i64 0, i64 0
+  store i64 1, i64* %0, align 16
+  %1 = getelementptr [8 x i64]* %input, i64 0, i64 2
+  store i64 1, i64* %1, align 16
+  %2 = getelementptr [8 x i64]* %input, i64 0, i64 4
+  store i64 1, i64* %2, align 16
+  %3 = getelementptr [8 x i64]* %input, i64 0, i64 6
+  store i64 1, i64* %3, align 16
+
+Which gets codegen'd into:
 
-instead of:
-       movl    $1, 16(%esp)
-       movl    $0, 20(%esp)
-       movl    $1, 24(%esp)
-       movl    $0, 28(%esp)
-       movl    $1, 32(%esp)
-       movl    $0, 36(%esp)
-       ...
+       pxor    %xmm0, %xmm0
+       movaps  %xmm0, -16(%rbp)
+       movaps  %xmm0, -32(%rbp)
+       movaps  %xmm0, -48(%rbp)
+       movaps  %xmm0, -64(%rbp)
+       movq    $1, -64(%rbp)
+       movq    $1, -48(%rbp)
+       movq    $1, -32(%rbp)
+       movq    $1, -16(%rbp)
+
+It would be better to have 4 movq's of 0 instead of the movaps's.
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
@@ -767,20 +569,6 @@ etc.  On X86, we miss a bunch of 'rotate by variable' cases because the rotate
 matching code in dag combine doesn't look through truncates aggressively 
 enough.  Here are some testcases reduces from GCC PR17886:
 
-unsigned long long f(unsigned long long x, int y) {
-  return (x << y) | (x >> 64-y); 
-} 
-unsigned f2(unsigned x, int y){
-  return (x << y) | (x >> 32-y); 
-} 
-unsigned long long f3(unsigned long long x){
-  int y = 9;
-  return (x << y) | (x >> 64-y); 
-} 
-unsigned f4(unsigned x){
-  int y = 10;
-  return (x << y) | (x >> 32-y); 
-}
 unsigned long long f5(unsigned long long x, unsigned long long y) {
   return (x << 8) | ((y >> 48) & 0xffull);
 }
@@ -799,68 +587,57 @@ unsigned long long f6(unsigned long long x, unsigned long long y, int z) {
   }
 }
 
-On X86-64, we only handle f2/f3/f4 right.  On x86-32, a few of these 
-generate truly horrible code, instead of using shld and friends.  On
-ARM, we end up with calls to L___lshrdi3/L___ashldi3 in f, which is
-badness.  PPC64 misses f, f5 and f6.  CellSPU aborts in isel.
-
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-We do a number of simplifications in simplify libcalls to strength reduce
-standard library functions, but we don't currently merge them together.  For
-example, it is useful to merge memcpy(a,b,strlen(b)) -> strcpy.  This can only
-be done safely if "b" isn't modified between the strlen and memcpy of course.
+This (and similar related idioms):
 
-//===---------------------------------------------------------------------===//
+unsigned int foo(unsigned char i) {
+  return i | (i<<8) | (i<<16) | (i<<24);
+} 
 
-We should be able to evaluate this loop:
+compiles into:
 
-int test(int x_offs) {
-  while (x_offs > 4)
-     x_offs -= 4;
-  return x_offs;
+define i32 @foo(i8 zeroext %i) nounwind readnone ssp noredzone {
+entry:
+  %conv = zext i8 %i to i32
+  %shl = shl i32 %conv, 8
+  %shl5 = shl i32 %conv, 16
+  %shl9 = shl i32 %conv, 24
+  %or = or i32 %shl9, %conv
+  %or6 = or i32 %or, %shl5
+  %or10 = or i32 %or6, %shl
+  ret i32 %or10
 }
 
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
-Reassociate should turn things like:
+it would be better as:
 
-int factorial(int X) {
- return X*X*X*X*X*X*X*X;
+unsigned int bar(unsigned char i) {
+  unsigned int j=i | (i << 8); 
+  return j | (j<<16);
 }
 
-into llvm.powi calls, allowing the code generator to produce balanced
-multiplication trees.
-
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
-We generate a horrible  libcall for llvm.powi.  For example, we compile:
-
-#include <cmath>
-double f(double a) { return std::pow(a, 4); }
+aka:
 
-into:
+define i32 @bar(i8 zeroext %i) nounwind readnone ssp noredzone {
+entry:
+  %conv = zext i8 %i to i32
+  %shl = shl i32 %conv, 8
+  %or = or i32 %shl, %conv
+  %shl5 = shl i32 %or, 16
+  %or6 = or i32 %shl5, %or
+  ret i32 %or6
+}
 
-__Z1fd:
-       subl    $12, %esp
-       movsd   16(%esp), %xmm0
-       movsd   %xmm0, (%esp)
-       movl    $4, 8(%esp)
-       call    L___powidf2$stub
-       addl    $12, %esp
-       ret
+or even i*0x01010101, depending on the speed of the multiplier.  The best way to
+handle this is to canonicalize it to a multiply in IR and have codegen handle
+lowering multiplies to shifts on cpus where shifts are faster.
 
-GCC produces:
+//===---------------------------------------------------------------------===//
 
-__Z1fd:
-       subl    $12, %esp
-       movsd   16(%esp), %xmm0
-       mulsd   %xmm0, %xmm0
-       mulsd   %xmm0, %xmm0
-       movsd   %xmm0, (%esp)
-       fldl    (%esp)
-       addl    $12, %esp
-       ret
+We do a number of simplifications in simplify libcalls to strength reduce
+standard library functions, but we don't currently merge them together.  For
+example, it is useful to merge memcpy(a,b,strlen(b)) -> strcpy.  This can only
+be done safely if "b" isn't modified between the strlen and memcpy of course.
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
@@ -883,18 +660,6 @@ codegen badness or something else (haven't investigated).
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-We miss some instcombines for stuff like this:
-void bar (void);
-void foo (unsigned int a) {
-  /* This one is equivalent to a >= (3 << 2).  */
-  if ((a >> 2) >= 3)
-    bar ();
-}
-
-A few other related ones are in GCC PR14753.
-
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-
 Divisibility by constant can be simplified (according to GCC PR12849) from
 being a mulhi to being a mul lo (cheaper).  Testcase:
 
@@ -903,85 +668,1612 @@ void bar(unsigned n) {
     true();
 }
 
-I think this basically amounts to a dag combine to simplify comparisons against
-multiply hi's into a comparison against the mullo.
+This is equivalent to the following, where 2863311531 is the multiplicative
+inverse of 3, and 1431655766 is ((2^32)-1)/3+1:
+void bar(unsigned n) {
+  if (n * 2863311531U < 1431655766U)
+    true();
+}
+
+The same transformation can work with an even modulo with the addition of a
+rotate: rotate the result of the multiply to the right by the number of bits
+which need to be zero for the condition to be true, and shrink the compare RHS
+by the same amount.  Unless the target supports rotates, though, that
+transformation probably isn't worthwhile.
+
+The transformation can also easily be made to work with non-zero equality
+comparisons: just transform, for example, "n % 3 == 1" to "(n-1) % 3 == 0".
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-SROA is not promoting the union on the stack in this example, we should end
-up with no allocas.
+Better mod/ref analysis for scanf would allow us to eliminate the vtable and a
+bunch of other stuff from this example (see PR1604): 
 
-union vec2d {
-    double e[2];
-    double v __attribute__((vector_size(16)));
+#include <cstdio>
+struct test {
+    int val;
+    virtual ~test() {}
 };
-typedef union vec2d vec2d;
 
-static vec2d a={{1,2}}, b={{3,4}};
-    
-vec2d foo () {
-    return (vec2d){ .v = a.v + b.v * (vec2d){{5,5}}.v };
+int main() {
+    test t;
+    std::scanf("%d", &t.val);
+    std::printf("%d\n", t.val);
 }
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-This C++ file:
-void g(); struct A { int n; int m; A& operator++(void) { ++n; if (n == m) g(); 
-return *this; }    A() : n(0), m(0) { } friend bool operator!=(A const& a1, 
-A const& a2) { return a1.n != a2.n; } }; void testfunction(A& iter) { A const 
-end; while (iter != end) ++iter; }
+These functions perform the same computation, but produce different assembly.
 
-Compiles down to:
+define i8 @select(i8 %x) readnone nounwind {
+  %A = icmp ult i8 %x, 250
+  %B = select i1 %A, i8 0, i8 1
+  ret i8 %B 
+}
 
-bb:            ; preds = %bb3.backedge, %bb.nph
-       %.rle = phi i32 [ %1, %bb.nph ], [ %7, %bb3.backedge ]          ; <i32> [#uses=1]
-       %4 = add i32 %.rle, 1           ; <i32> [#uses=2]
-       store i32 %4, i32* %0, align 4
-       %5 = load i32* %3, align 4              ; <i32> [#uses=1]
-       %6 = icmp eq i32 %4, %5         ; <i1> [#uses=1]
-       br i1 %6, label %bb1, label %bb3.backedge
+define i8 @addshr(i8 %x) readnone nounwind {
+  %A = zext i8 %x to i9
+  %B = add i9 %A, 6       ;; 256 - 250 == 6
+  %C = lshr i9 %B, 8
+  %D = trunc i9 %C to i8
+  ret i8 %D
+}
 
-bb1:           ; preds = %bb
-       tail call void @_Z1gv()
-       br label %bb3.backedge
+//===---------------------------------------------------------------------===//
 
-bb3.backedge:          ; preds = %bb, %bb1
-       %7 = load i32* %0, align 4              ; <i32> [#uses=2]
+From gcc bug 24696:
+int
+f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
+{
+  return ((a & (c - 1)) != 0) || ((b & (c - 1)) != 0);
+}
+int
+f (unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
+{
+  return ((a & (c - 1)) != 0) | ((b & (c - 1)) != 0);
+}
+Both should combine to ((a|b) & (c-1)) != 0.  Currently not optimized with
+"clang -emit-llvm-bc | opt -O3".
 
+//===---------------------------------------------------------------------===//
 
-The %7 load is partially redundant with the store of %4 to %0, GVN's PRE 
-should remove it, but it doesn't apply to memory objects.
+From GCC Bug 20192:
+#define PMD_MASK    (~((1UL << 23) - 1))
+void clear_pmd_range(unsigned long start, unsigned long end)
+{
+   if (!(start & ~PMD_MASK) && !(end & ~PMD_MASK))
+       f();
+}
+The expression should optimize to something like
+"!((start|end)&~PMD_MASK). Currently not optimized with "clang
+-emit-llvm-bc | opt -O3".
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-Better mod/ref analysis for scanf would allow us to eliminate the vtable and a
-bunch of other stuff from this example (see PR1604): 
+unsigned int f(unsigned int i, unsigned int n) {++i; if (i == n) ++i; return
+i;}
+unsigned int f2(unsigned int i, unsigned int n) {++i; i += i == n; return i;}
+These should combine to the same thing.  Currently, the first function
+produces better code on X86.
 
-#include <cstdio>
-struct test {
-    int val;
-    virtual ~test() {}
-};
+//===---------------------------------------------------------------------===//
 
-int main() {
-    test t;
-    std::scanf("%d", &t.val);
-    std::printf("%d\n", t.val);
+From GCC Bug 15784:
+#define abs(x) x>0?x:-x
+int f(int x, int y)
+{
+ return (abs(x)) >= 0;
 }
+This should optimize to x == INT_MIN. (With -fwrapv.)  Currently not
+optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -O3".
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
-Instcombine will merge comparisons like (x >= 10) && (x < 20) by producing (x -
-10) u< 10, but only when the comparisons have matching sign.
-
-This could be converted with a similiar technique. (PR1941)
+From GCC Bug 14753:
+void
+rotate_cst (unsigned int a)
+{
+ a = (a << 10) | (a >> 22);
+ if (a == 123)
+   bar ();
+}
+void
+minus_cst (unsigned int a)
+{
+ unsigned int tem;
 
-define i1 @test(i8 %x) {
-  %A = icmp uge i8 %x, 5
-  %B = icmp slt i8 %x, 20
-  %C = and i1 %A, %B
-  ret i1 %C
+ tem = 20 - a;
+ if (tem == 5)
+   bar ();
+}
+void
+mask_gt (unsigned int a)
+{
+ /* This is equivalent to a > 15.  */
+ if ((a & ~7) > 8)
+   bar ();
 }
+void
+rshift_gt (unsigned int a)
+{
+ /* This is equivalent to a > 23.  */
+ if ((a >> 2) > 5)
+   bar ();
+}
+
+All should simplify to a single comparison.  All of these are
+currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt
+-O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+From GCC Bug 32605:
+int c(int* x) {return (char*)x+2 == (char*)x;}
+Should combine to 0.  Currently not optimized with "clang
+-emit-llvm-bc | opt -O3" (although llc can optimize it).
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+int a(unsigned b) {return ((b << 31) | (b << 30)) >> 31;}
+Should be combined to  "((b >> 1) | b) & 1".  Currently not optimized
+with "clang -emit-llvm-bc | opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+unsigned a(unsigned x, unsigned y) { return x | (y & 1) | (y & 2);}
+Should combine to "x | (y & 3)".  Currently not optimized with "clang
+-emit-llvm-bc | opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+int a(int a, int b, int c) {return (~a & c) | ((c|a) & b);}
+Should fold to "(~a & c) | (a & b)".  Currently not optimized with
+"clang -emit-llvm-bc | opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+int a(int a,int b) {return (~(a|b))|a;}
+Should fold to "a|~b".  Currently not optimized with "clang
+-emit-llvm-bc | opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+int a(int a, int b) {return (a&&b) || (a&&!b);}
+Should fold to "a".  Currently not optimized with "clang -emit-llvm-bc
+| opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (!a&&c);}
+Should fold to "a ? b : c", or at least something sane.  Currently not
+optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -O3".
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
+int a(int a, int b, int c) {return (a&&b) || (a&&c) || (a&&b&&c);}
+Should fold to a && (b || c).  Currently not optimized with "clang
+-emit-llvm-bc | opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+int a(int x) {return x | ((x & 8) ^ 8);}
+Should combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
+-emit-llvm-bc | opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+int a(int x) {return x ^ ((x & 8) ^ 8);}
+Should also combine to x | 8.  Currently not optimized with "clang
+-emit-llvm-bc | opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+int a(int x) {return ((x | -9) ^ 8) & x;}
+Should combine to x & -9.  Currently not optimized with "clang
+-emit-llvm-bc | opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+unsigned a(unsigned a) {return a * 0x11111111 >> 28 & 1;}
+Should combine to "a * 0x88888888 >> 31".  Currently not optimized
+with "clang -emit-llvm-bc | opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+unsigned a(char* x) {if ((*x & 32) == 0) return b();}
+There's an unnecessary zext in the generated code with "clang
+-emit-llvm-bc | opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+unsigned a(unsigned long long x) {return 40 * (x >> 1);}
+Should combine to "20 * (((unsigned)x) & -2)".  Currently not
+optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+int g(int x) { return (x - 10) < 0; }
+Should combine to "x <= 9" (the sub has nsw).  Currently not
+optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+int g(int x) { return (x + 10) < 0; }
+Should combine to "x < -10" (the add has nsw).  Currently not
+optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+int f(int i, int j) { return i < j + 1; }
+int g(int i, int j) { return j > i - 1; }
+Should combine to "i <= j" (the add/sub has nsw).  Currently not
+optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+unsigned f(unsigned x) { return ((x & 7) + 1) & 15; }
+The & 15 part should be optimized away, it doesn't change the result. Currently
+not optimized with "clang -emit-llvm-bc | opt -O3".
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+This was noticed in the entryblock for grokdeclarator in 403.gcc:
+
+        %tmp = icmp eq i32 %decl_context, 4          
+        %decl_context_addr.0 = select i1 %tmp, i32 3, i32 %decl_context 
+        %tmp1 = icmp eq i32 %decl_context_addr.0, 1 
+        %decl_context_addr.1 = select i1 %tmp1, i32 0, i32 %decl_context_addr.0
+
+tmp1 should be simplified to something like:
+  (!tmp || decl_context == 1)
+
+This allows recursive simplifications, tmp1 is used all over the place in
+the function, e.g. by:
+
+        %tmp23 = icmp eq i32 %decl_context_addr.1, 0            ; <i1> [#uses=1]
+        %tmp24 = xor i1 %tmp1, true             ; <i1> [#uses=1]
+        %or.cond8 = and i1 %tmp23, %tmp24               ; <i1> [#uses=1]
+
+later.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+[STORE SINKING]
+
+Store sinking: This code:
+
+void f (int n, int *cond, int *res) {
+    int i;
+    *res = 0;
+    for (i = 0; i < n; i++)
+        if (*cond)
+            *res ^= 234; /* (*) */
+}
+
+On this function GVN hoists the fully redundant value of *res, but nothing
+moves the store out.  This gives us this code:
+
+bb:            ; preds = %bb2, %entry
+       %.rle = phi i32 [ 0, %entry ], [ %.rle6, %bb2 ] 
+       %i.05 = phi i32 [ 0, %entry ], [ %indvar.next, %bb2 ]
+       %1 = load i32* %cond, align 4
+       %2 = icmp eq i32 %1, 0
+       br i1 %2, label %bb2, label %bb1
+
+bb1:           ; preds = %bb
+       %3 = xor i32 %.rle, 234 
+       store i32 %3, i32* %res, align 4
+       br label %bb2
+
+bb2:           ; preds = %bb, %bb1
+       %.rle6 = phi i32 [ %3, %bb1 ], [ %.rle, %bb ]   
+       %indvar.next = add i32 %i.05, 1 
+       %exitcond = icmp eq i32 %indvar.next, %n
+       br i1 %exitcond, label %return, label %bb
+
+DSE should sink partially dead stores to get the store out of the loop.
+
+Here's another partial dead case:
+http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=12395
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Scalar PRE hoists the mul in the common block up to the else:
+
+int test (int a, int b, int c, int g) {
+  int d, e;
+  if (a)
+    d = b * c;
+  else
+    d = b - c;
+  e = b * c + g;
+  return d + e;
+}
+
+It would be better to do the mul once to reduce codesize above the if.
+This is GCC PR38204.
+
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+This simple function from 179.art:
+
+int winner, numf2s;
+struct { double y; int   reset; } *Y;
+
+void find_match() {
+   int i;
+   winner = 0;
+   for (i=0;i<numf2s;i++)
+       if (Y[i].y > Y[winner].y)
+              winner =i;
+}
+
+Compiles into (with clang TBAA):
+
+for.body:                                         ; preds = %for.inc, %bb.nph
+  %indvar = phi i64 [ 0, %bb.nph ], [ %indvar.next, %for.inc ]
+  %i.01718 = phi i32 [ 0, %bb.nph ], [ %i.01719, %for.inc ]
+  %tmp4 = getelementptr inbounds %struct.anon* %tmp3, i64 %indvar, i32 0
+  %tmp5 = load double* %tmp4, align 8, !tbaa !4
+  %idxprom7 = sext i32 %i.01718 to i64
+  %tmp10 = getelementptr inbounds %struct.anon* %tmp3, i64 %idxprom7, i32 0
+  %tmp11 = load double* %tmp10, align 8, !tbaa !4
+  %cmp12 = fcmp ogt double %tmp5, %tmp11
+  br i1 %cmp12, label %if.then, label %for.inc
+
+if.then:                                          ; preds = %for.body
+  %i.017 = trunc i64 %indvar to i32
+  br label %for.inc
+
+for.inc:                                          ; preds = %for.body, %if.then
+  %i.01719 = phi i32 [ %i.01718, %for.body ], [ %i.017, %if.then ]
+  %indvar.next = add i64 %indvar, 1
+  %exitcond = icmp eq i64 %indvar.next, %tmp22
+  br i1 %exitcond, label %for.cond.for.end_crit_edge, label %for.body
+
+
+It is good that we hoisted the reloads of numf2's, and Y out of the loop and
+sunk the store to winner out.
+
+However, this is awful on several levels: the conditional truncate in the loop
+(-indvars at fault? why can't we completely promote the IV to i64?).
+
+Beyond that, we have a partially redundant load in the loop: if "winner" (aka 
+%i.01718) isn't updated, we reload Y[winner].y the next time through the loop.
+Similarly, the addressing that feeds it (including the sext) is redundant. In
+the end we get this generated assembly:
+
+LBB0_2:                                 ## %for.body
+                                        ## =>This Inner Loop Header: Depth=1
+       movsd   (%rdi), %xmm0
+       movslq  %edx, %r8
+       shlq    $4, %r8
+       ucomisd (%rcx,%r8), %xmm0
+       jbe     LBB0_4
+       movl    %esi, %edx
+LBB0_4:                                 ## %for.inc
+       addq    $16, %rdi
+       incq    %rsi
+       cmpq    %rsi, %rax
+       jne     LBB0_2
+
+All things considered this isn't too bad, but we shouldn't need the movslq or
+the shlq instruction, or the load folded into ucomisd every time through the
+loop.
+
+On an x86-specific topic, if the loop can't be restructure, the movl should be a
+cmov.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+[STORE SINKING]
+
+GCC PR37810 is an interesting case where we should sink load/store reload
+into the if block and outside the loop, so we don't reload/store it on the
+non-call path.
+
+for () {
+  *P += 1;
+  if ()
+    call();
+  else
+    ...
+->
+tmp = *P
+for () {
+  tmp += 1;
+  if () {
+    *P = tmp;
+    call();
+    tmp = *P;
+  } else ...
+}
+*P = tmp;
+
+We now hoist the reload after the call (Transforms/GVN/lpre-call-wrap.ll), but
+we don't sink the store.  We need partially dead store sinking.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+[LOAD PRE CRIT EDGE SPLITTING]
+
+GCC PR37166: Sinking of loads prevents SROA'ing the "g" struct on the stack
+leading to excess stack traffic. This could be handled by GVN with some crazy
+symbolic phi translation.  The code we get looks like (g is on the stack):
+
+bb2:           ; preds = %bb1
+..
+       %9 = getelementptr %struct.f* %g, i32 0, i32 0          
+       store i32 %8, i32* %9, align  bel %bb3
+
+bb3:           ; preds = %bb1, %bb2, %bb
+       %c_addr.0 = phi %struct.f* [ %g, %bb2 ], [ %c, %bb ], [ %c, %bb1 ]
+       %b_addr.0 = phi %struct.f* [ %b, %bb2 ], [ %g, %bb ], [ %b, %bb1 ]
+       %10 = getelementptr %struct.f* %c_addr.0, i32 0, i32 0
+       %11 = load i32* %10, align 4
+
+%11 is partially redundant, an in BB2 it should have the value %8.
+
+GCC PR33344 and PR35287 are similar cases.
+
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+[LOAD PRE]
+
+There are many load PRE testcases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/loadpre* in the
+GCC testsuite, ones we don't get yet are (checked through loadpre25):
+
+[CRIT EDGE BREAKING]
+predcom-4.c
+
+[PRE OF READONLY CALL]
+loadpre5.c
+
+[TURN SELECT INTO BRANCH]
+loadpre14.c loadpre15.c 
+
+actually a conditional increment: loadpre18.c loadpre19.c
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+[LOAD PRE / STORE SINKING / SPEC HACK]
+
+This is a chunk of code from 456.hmmer:
+
+int f(int M, int *mc, int *mpp, int *tpmm, int *ip, int *tpim, int *dpp,
+     int *tpdm, int xmb, int *bp, int *ms) {
+ int k, sc;
+ for (k = 1; k <= M; k++) {
+     mc[k] = mpp[k-1]   + tpmm[k-1];
+     if ((sc = ip[k-1]  + tpim[k-1]) > mc[k])  mc[k] = sc;
+     if ((sc = dpp[k-1] + tpdm[k-1]) > mc[k])  mc[k] = sc;
+     if ((sc = xmb  + bp[k])         > mc[k])  mc[k] = sc;
+     mc[k] += ms[k];
+   }
+}
+
+It is very profitable for this benchmark to turn the conditional stores to mc[k]
+into a conditional move (select instr in IR) and allow the final store to do the
+store.  See GCC PR27313 for more details.  Note that this is valid to xform even
+with the new C++ memory model, since mc[k] is previously loaded and later
+stored.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+[SCALAR PRE]
+There are many PRE testcases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/ssa-pre-*.c in the
+GCC testsuite.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+There are some interesting cases in testsuite/gcc.dg/tree-ssa/pred-comm* in the
+GCC testsuite.  For example, we get the first example in predcom-1.c, but 
+miss the second one:
+
+unsigned fib[1000];
+unsigned avg[1000];
+
+__attribute__ ((noinline))
+void count_averages(int n) {
+  int i;
+  for (i = 1; i < n; i++)
+    avg[i] = (((unsigned long) fib[i - 1] + fib[i] + fib[i + 1]) / 3) & 0xffff;
+}
+
+which compiles into two loads instead of one in the loop.
+
+predcom-2.c is the same as predcom-1.c
+
+predcom-3.c is very similar but needs loads feeding each other instead of
+store->load.
+
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+[ALIAS ANALYSIS]
+
+Type based alias analysis:
+http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=14705
+
+We should do better analysis of posix_memalign.  At the least it should
+no-capture its pointer argument, at best, we should know that the out-value
+result doesn't point to anything (like malloc).  One example of this is in
+SingleSource/Benchmarks/Misc/dt.c
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Interesting missed case because of control flow flattening (should be 2 loads):
+http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=26629
+With: llvm-gcc t2.c -S -o - -O0 -emit-llvm | llvm-as | 
+             opt -mem2reg -gvn -instcombine | llvm-dis
+we miss it because we need 1) CRIT EDGE 2) MULTIPLE DIFFERENT
+VALS PRODUCED BY ONE BLOCK OVER DIFFERENT PATHS
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=19633
+We could eliminate the branch condition here, loading from null is undefined:
+
+struct S { int w, x, y, z; };
+struct T { int r; struct S s; };
+void bar (struct S, int);
+void foo (int a, struct T b)
+{
+  struct S *c = 0;
+  if (a)
+    c = &b.s;
+  bar (*c, a);
+}
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+simplifylibcalls should do several optimizations for strspn/strcspn:
+
+strcspn(x, "a") -> inlined loop for up to 3 letters (similarly for strspn):
+
+size_t __strcspn_c3 (__const char *__s, int __reject1, int __reject2,
+                     int __reject3) {
+  register size_t __result = 0;
+  while (__s[__result] != '\0' && __s[__result] != __reject1 &&
+         __s[__result] != __reject2 && __s[__result] != __reject3)
+    ++__result;
+  return __result;
+}
+
+This should turn into a switch on the character.  See PR3253 for some notes on
+codegen.
+
+456.hmmer apparently uses strcspn and strspn a lot.  471.omnetpp uses strspn.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+simplifylibcalls should turn these snprintf idioms into memcpy (GCC PR47917)
+
+char buf1[6], buf2[6], buf3[4], buf4[4];
+int i;
+
+int foo (void) {
+  int ret = snprintf (buf1, sizeof buf1, "abcde");
+  ret += snprintf (buf2, sizeof buf2, "abcdef") * 16;
+  ret += snprintf (buf3, sizeof buf3, "%s", i++ < 6 ? "abc" : "def") * 256;
+  ret += snprintf (buf4, sizeof buf4, "%s", i++ > 10 ? "abcde" : "defgh")*4096;
+  return ret;
+}
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+"gas" uses this idiom:
+  else if (strchr ("+-/*%|&^:[]()~", *intel_parser.op_string))
+..
+  else if (strchr ("<>", *intel_parser.op_string)
+
+Those should be turned into a switch.  SimplifyLibCalls only gets the second
+case.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+252.eon contains this interesting code:
+
+        %3072 = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 0
+        %3073 = call i8* @strcpy(i8* %3072, i8* %3071) nounwind
+        %strlen = call i32 @strlen(i8* %3072)    ; uses = 1
+        %endptr = getelementptr [100 x i8]* %tempString, i32 0, i32 %strlen
+        call void @llvm.memcpy.i32(i8* %endptr, 
+          i8* getelementptr ([5 x i8]* @"\01LC42", i32 0, i32 0), i32 5, i32 1)
+        %3074 = call i32 @strlen(i8* %endptr) nounwind readonly 
+        
+This is interesting for a couple reasons.  First, in this:
+
+The memcpy+strlen strlen can be replaced with:
+
+        %3074 = call i32 @strlen([5 x i8]* @"\01LC42") nounwind readonly 
+
+Because the destination was just copied into the specified memory buffer.  This,
+in turn, can be constant folded to "4".
+
+In other code, it contains:
+
+        %endptr6978 = bitcast i8* %endptr69 to i32*            
+        store i32 7107374, i32* %endptr6978, align 1
+        %3167 = call i32 @strlen(i8* %endptr69) nounwind readonly    
+
+Which could also be constant folded.  Whatever is producing this should probably
+be fixed to leave this as a memcpy from a string.
+
+Further, eon also has an interesting partially redundant strlen call:
+
+bb8:            ; preds = %_ZN18eonImageCalculatorC1Ev.exit
+        %682 = getelementptr i8** %argv, i32 6          ; <i8**> [#uses=2]
+        %683 = load i8** %682, align 4          ; <i8*> [#uses=4]
+        %684 = load i8* %683, align 1           ; <i8> [#uses=1]
+        %685 = icmp eq i8 %684, 0               ; <i1> [#uses=1]
+        br i1 %685, label %bb10, label %bb9
+
+bb9:            ; preds = %bb8
+        %686 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
+        %687 = icmp ugt i32 %686, 254           ; <i1> [#uses=1]
+        br i1 %687, label %bb10, label %bb11
+
+bb10:           ; preds = %bb9, %bb8
+        %688 = call i32 @strlen(i8* %683) nounwind readonly          
+
+This could be eliminated by doing the strlen once in bb8, saving code size and
+improving perf on the bb8->9->10 path.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+I see an interesting fully redundant call to strlen left in 186.crafty:InputMove
+which looks like:
+       %movetext11 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 0 
+
+bb62:           ; preds = %bb55, %bb53
+        %promote.0 = phi i32 [ %169, %bb55 ], [ 0, %bb53 ]             
+        %171 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
+        %172 = add i32 %171, -1         ; <i32> [#uses=1]
+        %173 = getelementptr [128 x i8]* %movetext, i32 0, i32 %172       
+
+...  no stores ...
+       br i1 %or.cond, label %bb65, label %bb72
+
+bb65:           ; preds = %bb62
+        store i8 0, i8* %173, align 1
+        br label %bb72
+
+bb72:           ; preds = %bb65, %bb62
+        %trank.1 = phi i32 [ %176, %bb65 ], [ -1, %bb62 ]            
+        %177 = call i32 @strlen(i8* %movetext11) nounwind readonly align 1
+
+Note that on the bb62->bb72 path, that the %177 strlen call is partially
+redundant with the %171 call.  At worst, we could shove the %177 strlen call
+up into the bb65 block moving it out of the bb62->bb72 path.   However, note
+that bb65 stores to the string, zeroing out the last byte.  This means that on
+that path the value of %177 is actually just %171-1.  A sub is cheaper than a
+strlen!
+
+This pattern repeats several times, basically doing:
+
+  A = strlen(P);
+  P[A-1] = 0;
+  B = strlen(P);
+  where it is "obvious" that B = A-1.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+186.crafty has this interesting pattern with the "out.4543" variable:
+
+call void @llvm.memcpy.i32(
+        i8* getelementptr ([10 x i8]* @out.4543, i32 0, i32 0),
+       i8* getelementptr ([7 x i8]* @"\01LC28700", i32 0, i32 0), i32 7, i32 1) 
+%101 = call@printf(i8* ...   @out.4543, i32 0, i32 0)) nounwind 
+
+It is basically doing:
+
+  memcpy(globalarray, "string");
+  printf(...,  globalarray);
+  
+Anyway, by knowing that printf just reads the memory and forward substituting
+the string directly into the printf, this eliminates reads from globalarray.
+Since this pattern occurs frequently in crafty (due to the "DisplayTime" and
+other similar functions) there are many stores to "out".  Once all the printfs
+stop using "out", all that is left is the memcpy's into it.  This should allow
+globalopt to remove the "stored only" global.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+This code:
+
+define inreg i32 @foo(i8* inreg %p) nounwind {
+  %tmp0 = load i8* %p
+  %tmp1 = ashr i8 %tmp0, 5
+  %tmp2 = sext i8 %tmp1 to i32
+  ret i32 %tmp2
+}
+
+could be dagcombine'd to a sign-extending load with a shift.
+For example, on x86 this currently gets this:
+
+       movb    (%eax), %al
+       sarb    $5, %al
+       movsbl  %al, %eax
+
+while it could get this:
+
+       movsbl  (%eax), %eax
+       sarl    $5, %eax
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+GCC PR31029:
+
+int test(int x) { return 1-x == x; }     // --> return false
+int test2(int x) { return 2-x == x; }    // --> return x == 1 ?
+
+Always foldable for odd constants, what is the rule for even?
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+PR 3381: GEP to field of size 0 inside a struct could be turned into GEP
+for next field in struct (which is at same address).
+
+For example: store of float into { {{}}, float } could be turned into a store to
+the float directly.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+The arg promotion pass should make use of nocapture to make its alias analysis
+stuff much more precise.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+The following functions should be optimized to use a select instead of a
+branch (from gcc PR40072):
+
+char char_int(int m) {if(m>7) return 0; return m;}
+int int_char(char m) {if(m>7) return 0; return m;}
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+int func(int a, int b) { if (a & 0x80) b |= 0x80; else b &= ~0x80; return b; }
+
+Generates this:
+
+define i32 @func(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
+entry:
+  %0 = and i32 %a, 128                            ; <i32> [#uses=1]
+  %1 = icmp eq i32 %0, 0                          ; <i1> [#uses=1]
+  %2 = or i32 %b, 128                             ; <i32> [#uses=1]
+  %3 = and i32 %b, -129                           ; <i32> [#uses=1]
+  %b_addr.0 = select i1 %1, i32 %3, i32 %2        ; <i32> [#uses=1]
+  ret i32 %b_addr.0
+}
+
+However, it's functionally equivalent to:
+
+         b = (b & ~0x80) | (a & 0x80);
+
+Which generates this:
+
+define i32 @func(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
+entry:
+  %0 = and i32 %b, -129                           ; <i32> [#uses=1]
+  %1 = and i32 %a, 128                            ; <i32> [#uses=1]
+  %2 = or i32 %0, %1                              ; <i32> [#uses=1]
+  ret i32 %2
+}
+
+This can be generalized for other forms:
+
+     b = (b & ~0x80) | (a & 0x40) << 1;
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+These two functions produce different code. They shouldn't:
+
+#include <stdint.h>
+uint8_t p1(uint8_t b, uint8_t a) {
+  b = (b & ~0xc0) | (a & 0xc0);
+  return (b);
+}
+uint8_t p2(uint8_t b, uint8_t a) {
+  b = (b & ~0x40) | (a & 0x40);
+  b = (b & ~0x80) | (a & 0x80);
+  return (b);
+}
+
+define zeroext i8 @p1(i8 zeroext %b, i8 zeroext %a) nounwind readnone ssp {
+entry:
+  %0 = and i8 %b, 63                              ; <i8> [#uses=1]
+  %1 = and i8 %a, -64                             ; <i8> [#uses=1]
+  %2 = or i8 %1, %0                               ; <i8> [#uses=1]
+  ret i8 %2
+}
+
+define zeroext i8 @p2(i8 zeroext %b, i8 zeroext %a) nounwind readnone ssp {
+entry:
+  %0 = and i8 %b, 63                              ; <i8> [#uses=1]
+  %.masked = and i8 %a, 64                        ; <i8> [#uses=1]
+  %1 = and i8 %a, -128                            ; <i8> [#uses=1]
+  %2 = or i8 %1, %0                               ; <i8> [#uses=1]
+  %3 = or i8 %2, %.masked                         ; <i8> [#uses=1]
+  ret i8 %3
+}
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+IPSCCP does not currently propagate argument dependent constants through
+functions where it does not not all of the callers.  This includes functions
+with normal external linkage as well as templates, C99 inline functions etc.
+Specifically, it does nothing to:
+
+define i32 @test(i32 %x, i32 %y, i32 %z) nounwind {
+entry:
+  %0 = add nsw i32 %y, %z                         
+  %1 = mul i32 %0, %x                             
+  %2 = mul i32 %y, %z                             
+  %3 = add nsw i32 %1, %2                         
+  ret i32 %3
+}
+
+define i32 @test2() nounwind {
+entry:
+  %0 = call i32 @test(i32 1, i32 2, i32 4) nounwind
+  ret i32 %0
+}
+
+It would be interesting extend IPSCCP to be able to handle simple cases like
+this, where all of the arguments to a call are constant.  Because IPSCCP runs
+before inlining, trivial templates and inline functions are not yet inlined.
+The results for a function + set of constant arguments should be memoized in a
+map.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+The libcall constant folding stuff should be moved out of SimplifyLibcalls into
+libanalysis' constantfolding logic.  This would allow IPSCCP to be able to
+handle simple things like this:
+
+static int foo(const char *X) { return strlen(X); }
+int bar() { return foo("abcd"); }
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+functionattrs doesn't know much about memcpy/memset.  This function should be
+marked readnone rather than readonly, since it only twiddles local memory, but
+functionattrs doesn't handle memset/memcpy/memmove aggressively:
+
+struct X { int *p; int *q; };
+int foo() {
+ int i = 0, j = 1;
+ struct X x, y;
+ int **p;
+ y.p = &i;
+ x.q = &j;
+ p = __builtin_memcpy (&x, &y, sizeof (int *));
+ return **p;
+}
+
+This can be seen at:
+$ clang t.c -S -o - -mkernel -O0 -emit-llvm | opt -functionattrs -S
+
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Missed instcombine transformation:
+define i1 @a(i32 %x) nounwind readnone {
+entry:
+  %cmp = icmp eq i32 %x, 30
+  %sub = add i32 %x, -30
+  %cmp2 = icmp ugt i32 %sub, 9
+  %or = or i1 %cmp, %cmp2
+  ret i1 %or
+}
+This should be optimized to a single compare.  Testcase derived from gcc.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Missed instcombine or reassociate transformation:
+int a(int a, int b) { return (a==12)&(b>47)&(b<58); }
+
+The sgt and slt should be combined into a single comparison. Testcase derived
+from gcc.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Missed instcombine transformation:
+
+  %382 = srem i32 %tmp14.i, 64                    ; [#uses=1]
+  %383 = zext i32 %382 to i64                     ; [#uses=1]
+  %384 = shl i64 %381, %383                       ; [#uses=1]
+  %385 = icmp slt i32 %tmp14.i, 64                ; [#uses=1]
+
+The srem can be transformed to an and because if %tmp14.i is negative, the
+shift is undefined.  Testcase derived from 403.gcc.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+This is a range comparison on a divided result (from 403.gcc):
+
+  %1337 = sdiv i32 %1336, 8                       ; [#uses=1]
+  %.off.i208 = add i32 %1336, 7                   ; [#uses=1]
+  %1338 = icmp ult i32 %.off.i208, 15             ; [#uses=1]
+  
+We already catch this (removing the sdiv) if there isn't an add, we should
+handle the 'add' as well.  This is a common idiom with it's builtin_alloca code.
+C testcase:
+
+int a(int x) { return (unsigned)(x/16+7) < 15; }
+
+Another similar case involves truncations on 64-bit targets:
+
+  %361 = sdiv i64 %.046, 8                        ; [#uses=1]
+  %362 = trunc i64 %361 to i32                    ; [#uses=2]
+...
+  %367 = icmp eq i32 %362, 0                      ; [#uses=1]
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Missed instcombine/dagcombine transformation:
+define void @lshift_lt(i8 zeroext %a) nounwind {
+entry:
+  %conv = zext i8 %a to i32
+  %shl = shl i32 %conv, 3
+  %cmp = icmp ult i32 %shl, 33
+  br i1 %cmp, label %if.then, label %if.end
+
+if.then:
+  tail call void @bar() nounwind
+  ret void
+
+if.end:
+  ret void
+}
+declare void @bar() nounwind
+
+The shift should be eliminated.  Testcase derived from gcc.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+These compile into different code, one gets recognized as a switch and the
+other doesn't due to phase ordering issues (PR6212):
+
+int test1(int mainType, int subType) {
+  if (mainType == 7)
+    subType = 4;
+  else if (mainType == 9)
+    subType = 6;
+  else if (mainType == 11)
+    subType = 9;
+  return subType;
+}
+
+int test2(int mainType, int subType) {
+  if (mainType == 7)
+    subType = 4;
+  if (mainType == 9)
+    subType = 6;
+  if (mainType == 11)
+    subType = 9;
+  return subType;
+}
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+The following test case (from PR6576):
+
+define i32 @mul(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone {
+entry:
+ %cond1 = icmp eq i32 %b, 0                      ; <i1> [#uses=1]
+ br i1 %cond1, label %exit, label %bb.nph
+bb.nph:                                           ; preds = %entry
+ %tmp = mul i32 %b, %a                           ; <i32> [#uses=1]
+ ret i32 %tmp
+exit:                                             ; preds = %entry
+ ret i32 0
+}
+
+could be reduced to:
+
+define i32 @mul(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone {
+entry:
+ %tmp = mul i32 %b, %a
+ ret i32 %tmp
+}
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+We should use DSE + llvm.lifetime.end to delete dead vtable pointer updates.
+See GCC PR34949
+
+Another interesting case is that something related could be used for variables
+that go const after their ctor has finished.  In these cases, globalopt (which
+can statically run the constructor) could mark the global const (so it gets put
+in the readonly section).  A testcase would be:
+
+#include <complex>
+using namespace std;
+const complex<char> should_be_in_rodata (42,-42);
+complex<char> should_be_in_data (42,-42);
+complex<char> should_be_in_bss;
+
+Where we currently evaluate the ctors but the globals don't become const because
+the optimizer doesn't know they "become const" after the ctor is done.  See
+GCC PR4131 for more examples.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+In this code:
+
+long foo(long x) {
+  return x > 1 ? x : 1;
+}
+
+LLVM emits a comparison with 1 instead of 0. 0 would be equivalent
+and cheaper on most targets.
+
+LLVM prefers comparisons with zero over non-zero in general, but in this
+case it choses instead to keep the max operation obvious.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+define void @a(i32 %x) nounwind {
+entry:
+  switch i32 %x, label %if.end [
+    i32 0, label %if.then
+    i32 1, label %if.then
+    i32 2, label %if.then
+    i32 3, label %if.then
+    i32 5, label %if.then
+  ]
+if.then:
+  tail call void @foo() nounwind
+  ret void
+if.end:
+  ret void
+}
+declare void @foo()
+
+Generated code on x86-64 (other platforms give similar results):
+a:
+       cmpl    $5, %edi
+       ja      LBB2_2
+       cmpl    $4, %edi
+       jne     LBB2_3
+.LBB0_2:
+       ret
+.LBB0_3:
+       jmp     foo  # TAILCALL
+
+If we wanted to be really clever, we could simplify the whole thing to
+something like the following, which eliminates a branch:
+       xorl    $1, %edi
+       cmpl    $4, %edi
+       ja      .LBB0_2
+       ret
+.LBB0_2:
+       jmp     foo  # TAILCALL
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+We compile this:
+
+int foo(int a) { return (a & (~15)) / 16; }
+
+Into:
+
+define i32 @foo(i32 %a) nounwind readnone ssp {
+entry:
+  %and = and i32 %a, -16
+  %div = sdiv i32 %and, 16
+  ret i32 %div
+}
+
+but this code (X & -A)/A is X >> log2(A) when A is a power of 2, so this case
+should be instcombined into just "a >> 4".
+
+We do get this at the codegen level, so something knows about it, but 
+instcombine should catch it earlier:
+
+_foo:                                   ## @foo
+## BB#0:                                ## %entry
+       movl    %edi, %eax
+       sarl    $4, %eax
+       ret
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+This code (from GCC PR28685):
+
+int test(int a, int b) {
+  int lt = a < b;
+  int eq = a == b;
+  if (lt)
+    return 1;
+  return eq;
+}
+
+Is compiled to:
+
+define i32 @test(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
+entry:
+  %cmp = icmp slt i32 %a, %b
+  br i1 %cmp, label %return, label %if.end
+
+if.end:                                           ; preds = %entry
+  %cmp5 = icmp eq i32 %a, %b
+  %conv6 = zext i1 %cmp5 to i32
+  ret i32 %conv6
+
+return:                                           ; preds = %entry
+  ret i32 1
+}
+
+it could be:
+
+define i32 @test__(i32 %a, i32 %b) nounwind readnone ssp {
+entry:
+  %0 = icmp sle i32 %a, %b
+  %retval = zext i1 %0 to i32
+  ret i32 %retval
+}
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+This code can be seen in viterbi:
+
+  %64 = call noalias i8* @malloc(i64 %62) nounwind
+...
+  %67 = call i64 @llvm.objectsize.i64(i8* %64, i1 false) nounwind
+  %68 = call i8* @__memset_chk(i8* %64, i32 0, i64 %62, i64 %67) nounwind
+
+llvm.objectsize.i64 should be taught about malloc/calloc, allowing it to
+fold to %62.  This is a security win (overflows of malloc will get caught)
+and also a performance win by exposing more memsets to the optimizer.
+
+This occurs several times in viterbi.
+
+Note that this would change the semantics of @llvm.objectsize which by its
+current definition always folds to a constant. We also should make sure that
+we remove checking in code like
+
+  char *p = malloc(strlen(s)+1);
+  __strcpy_chk(p, s, __builtin_objectsize(p, 0));
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+clang -O3 currently compiles this code
+
+int g(unsigned int a) {
+  unsigned int c[100];
+  c[10] = a;
+  c[11] = a;
+  unsigned int b = c[10] + c[11];
+  if(b > a*2) a = 4;
+  else a = 8;
+  return a + 7;
+}
+
+into
+
+define i32 @g(i32 a) nounwind readnone {
+  %add = shl i32 %a, 1
+  %mul = shl i32 %a, 1
+  %cmp = icmp ugt i32 %add, %mul
+  %a.addr.0 = select i1 %cmp, i32 11, i32 15
+  ret i32 %a.addr.0
+}
+
+The icmp should fold to false. This CSE opportunity is only available
+after GVN and InstCombine have run.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+memcpyopt should turn this:
+
+define i8* @test10(i32 %x) {
+  %alloc = call noalias i8* @malloc(i32 %x) nounwind
+  call void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* %alloc, i8 0, i32 %x, i32 1, i1 false)
+  ret i8* %alloc
+}
+
+into a call to calloc.  We should make sure that we analyze calloc as
+aggressively as malloc though.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+clang -O3 doesn't optimize this:
+
+void f1(int* begin, int* end) {
+  std::fill(begin, end, 0);
+}
+
+into a memset.  This is PR8942.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+clang -O3 -fno-exceptions currently compiles this code:
+
+void f(int N) {
+  std::vector<int> v(N);
+
+  extern void sink(void*); sink(&v);
+}
+
+into
+
+define void @_Z1fi(i32 %N) nounwind {
+entry:
+  %v2 = alloca [3 x i32*], align 8
+  %v2.sub = getelementptr inbounds [3 x i32*]* %v2, i64 0, i64 0
+  %tmpcast = bitcast [3 x i32*]* %v2 to %"class.std::vector"*
+  %conv = sext i32 %N to i64
+  store i32* null, i32** %v2.sub, align 8, !tbaa !0
+  %tmp3.i.i.i.i.i = getelementptr inbounds [3 x i32*]* %v2, i64 0, i64 1
+  store i32* null, i32** %tmp3.i.i.i.i.i, align 8, !tbaa !0
+  %tmp4.i.i.i.i.i = getelementptr inbounds [3 x i32*]* %v2, i64 0, i64 2
+  store i32* null, i32** %tmp4.i.i.i.i.i, align 8, !tbaa !0
+  %cmp.i.i.i.i = icmp eq i32 %N, 0
+  br i1 %cmp.i.i.i.i, label %_ZNSt12_Vector_baseIiSaIiEEC2EmRKS0_.exit.thread.i.i, label %cond.true.i.i.i.i
+
+_ZNSt12_Vector_baseIiSaIiEEC2EmRKS0_.exit.thread.i.i: ; preds = %entry
+  store i32* null, i32** %v2.sub, align 8, !tbaa !0
+  store i32* null, i32** %tmp3.i.i.i.i.i, align 8, !tbaa !0
+  %add.ptr.i5.i.i = getelementptr inbounds i32* null, i64 %conv
+  store i32* %add.ptr.i5.i.i, i32** %tmp4.i.i.i.i.i, align 8, !tbaa !0
+  br label %_ZNSt6vectorIiSaIiEEC1EmRKiRKS0_.exit
+
+cond.true.i.i.i.i:                                ; preds = %entry
+  %cmp.i.i.i.i.i = icmp slt i32 %N, 0
+  br i1 %cmp.i.i.i.i.i, label %if.then.i.i.i.i.i, label %_ZNSt12_Vector_baseIiSaIiEEC2EmRKS0_.exit.i.i
+
+if.then.i.i.i.i.i:                                ; preds = %cond.true.i.i.i.i
+  call void @_ZSt17__throw_bad_allocv() noreturn nounwind
+  unreachable
+
+_ZNSt12_Vector_baseIiSaIiEEC2EmRKS0_.exit.i.i:    ; preds = %cond.true.i.i.i.i
+  %mul.i.i.i.i.i = shl i64 %conv, 2
+  %call3.i.i.i.i.i = call noalias i8* @_Znwm(i64 %mul.i.i.i.i.i) nounwind
+  %0 = bitcast i8* %call3.i.i.i.i.i to i32*
+  store i32* %0, i32** %v2.sub, align 8, !tbaa !0
+  store i32* %0, i32** %tmp3.i.i.i.i.i, align 8, !tbaa !0
+  %add.ptr.i.i.i = getelementptr inbounds i32* %0, i64 %conv
+  store i32* %add.ptr.i.i.i, i32** %tmp4.i.i.i.i.i, align 8, !tbaa !0
+  call void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* %call3.i.i.i.i.i, i8 0, i64 %mul.i.i.i.i.i, i32 4, i1 false)
+  br label %_ZNSt6vectorIiSaIiEEC1EmRKiRKS0_.exit
+
+This is just the handling the construction of the vector. Most surprising here
+is the fact that all three null stores in %entry are dead (because we do no
+cross-block DSE).
+
+Also surprising is that %conv isn't simplified to 0 in %....exit.thread.i.i.
+This is a because the client of LazyValueInfo doesn't simplify all instruction
+operands, just selected ones.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+clang -O3 -fno-exceptions currently compiles this code:
+
+void f(char* a, int n) {
+  __builtin_memset(a, 0, n);
+  for (int i = 0; i < n; ++i)
+    a[i] = 0;
+}
+
+into:
+
+define void @_Z1fPci(i8* nocapture %a, i32 %n) nounwind {
+entry:
+  %conv = sext i32 %n to i64
+  tail call void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* %a, i8 0, i64 %conv, i32 1, i1 false)
+  %cmp8 = icmp sgt i32 %n, 0
+  br i1 %cmp8, label %for.body.lr.ph, label %for.end
+
+for.body.lr.ph:                                   ; preds = %entry
+  %tmp10 = add i32 %n, -1
+  %tmp11 = zext i32 %tmp10 to i64
+  %tmp12 = add i64 %tmp11, 1
+  call void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* %a, i8 0, i64 %tmp12, i32 1, i1 false)
+  ret void
+
+for.end:                                          ; preds = %entry
+  ret void
+}
+
+This shouldn't need the ((zext (%n - 1)) + 1) game, and it should ideally fold
+the two memset's together.
+
+The issue with the addition only occurs in 64-bit mode, and appears to be at
+least partially caused by Scalar Evolution not keeping its cache updated: it
+returns the "wrong" result immediately after indvars runs, but figures out the
+expected result if it is run from scratch on IR resulting from running indvars.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+clang -O3 -fno-exceptions currently compiles this code:
+
+struct S {
+  unsigned short m1, m2;
+  unsigned char m3, m4;
+};
+
+void f(int N) {
+  std::vector<S> v(N);
+  extern void sink(void*); sink(&v);
+}
+
+into poor code for zero-initializing 'v' when N is >0. The problem is that
+S is only 6 bytes, but each element is 8 byte-aligned. We generate a loop and
+4 stores on each iteration. If the struct were 8 bytes, this gets turned into
+a memset.
+
+In order to handle this we have to:
+  A) Teach clang to generate metadata for memsets of structs that have holes in
+     them.
+  B) Teach clang to use such a memset for zero init of this struct (since it has
+     a hole), instead of doing elementwise zeroing.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+clang -O3 currently compiles this code:
+
+extern const int magic;
+double f() { return 0.0 * magic; }
+
+into
+
+@magic = external constant i32
+
+define double @_Z1fv() nounwind readnone {
+entry:
+  %tmp = load i32* @magic, align 4, !tbaa !0
+  %conv = sitofp i32 %tmp to double
+  %mul = fmul double %conv, 0.000000e+00
+  ret double %mul
+}
+
+We should be able to fold away this fmul to 0.0.  More generally, fmul(x,0.0)
+can be folded to 0.0 if we can prove that the LHS is not -0.0, not a NaN, and
+not an INF.  The CannotBeNegativeZero predicate in value tracking should be
+extended to support general "fpclassify" operations that can return 
+yes/no/unknown for each of these predicates.
+
+In this predicate, we know that uitofp is trivially never NaN or -0.0, and
+we know that it isn't +/-Inf if the floating point type has enough exponent bits
+to represent the largest integer value as < inf.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+When optimizing a transformation that can change the sign of 0.0 (such as the
+0.0*val -> 0.0 transformation above), it might be provable that the sign of the
+expression doesn't matter.  For example, by the above rules, we can't transform
+fmul(sitofp(x), 0.0) into 0.0, because x might be -1 and the result of the
+expression is defined to be -0.0.
+
+If we look at the uses of the fmul for example, we might be able to prove that
+all uses don't care about the sign of zero.  For example, if we have:
+
+  fadd(fmul(sitofp(x), 0.0), 2.0)
+
+Since we know that x+2.0 doesn't care about the sign of any zeros in X, we can
+transform the fmul to 0.0, and then the fadd to 2.0.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+We should enhance memcpy/memcpy/memset to allow a metadata node on them
+indicating that some bytes of the transfer are undefined.  This is useful for
+frontends like clang when lowering struct copies, when some elements of the
+struct are undefined.  Consider something like this:
+
+struct x {
+  char a;
+  int b[4];
+};
+void foo(struct x*P);
+struct x testfunc() {
+  struct x V1, V2;
+  foo(&V1);
+  V2 = V1;
+
+  return V2;
+}
+
+We currently compile this to:
+$ clang t.c -S -o - -O0 -emit-llvm | opt -scalarrepl -S
+
+
+%struct.x = type { i8, [4 x i32] }
+
+define void @testfunc(%struct.x* sret %agg.result) nounwind ssp {
+entry:
+  %V1 = alloca %struct.x, align 4
+  call void @foo(%struct.x* %V1)
+  %tmp1 = bitcast %struct.x* %V1 to i8*
+  %0 = bitcast %struct.x* %V1 to i160*
+  %srcval1 = load i160* %0, align 4
+  %tmp2 = bitcast %struct.x* %agg.result to i8*
+  %1 = bitcast %struct.x* %agg.result to i160*
+  store i160 %srcval1, i160* %1, align 4
+  ret void
+}
+
+This happens because SRoA sees that the temp alloca has is being memcpy'd into
+and out of and it has holes and it has to be conservative.  If we knew about the
+holes, then this could be much much better.
+
+Having information about these holes would also improve memcpy (etc) lowering at
+llc time when it gets inlined, because we can use smaller transfers.  This also
+avoids partial register stalls in some important cases.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+We don't fold (icmp (add) (add)) unless the two adds only have a single use.
+There are a lot of cases that we're refusing to fold in (e.g.) 256.bzip2, for
+example:
+
+ %indvar.next90 = add i64 %indvar89, 1     ;; Has 2 uses
+ %tmp96 = add i64 %tmp95, 1                ;; Has 1 use
+ %exitcond97 = icmp eq i64 %indvar.next90, %tmp96
+
+We don't fold this because we don't want to introduce an overlapped live range
+of the ivar.  However if we can make this more aggressive without causing
+performance issues in two ways:
+
+1. If *either* the LHS or RHS has a single use, we can definitely do the
+   transformation.  In the overlapping liverange case we're trading one register
+   use for one fewer operation, which is a reasonable trade.  Before doing this
+   we should verify that the llc output actually shrinks for some benchmarks.
+2. If both ops have multiple uses, we can still fold it if the operations are
+   both sinkable to *after* the icmp (e.g. in a subsequent block) which doesn't
+   increase register pressure.
+
+There are a ton of icmp's we aren't simplifying because of the reg pressure
+concern.  Care is warranted here though because many of these are induction
+variables and other cases that matter a lot to performance, like the above.
+Here's a blob of code that you can drop into the bottom of visitICmp to see some
+missed cases:
+
+  { Value *A, *B, *C, *D;
+    if (match(Op0, m_Add(m_Value(A), m_Value(B))) && 
+        match(Op1, m_Add(m_Value(C), m_Value(D))) &&
+        (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
+      errs() << "OP0 = " << *Op0 << "  U=" << Op0->getNumUses() << "\n";
+      errs() << "OP1 = " << *Op1 << "  U=" << Op1->getNumUses() << "\n";
+      errs() << "CMP = " << I << "\n\n";
+    }
+  }
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+define i1 @test1(i32 %x) nounwind {
+  %and = and i32 %x, 3
+  %cmp = icmp ult i32 %and, 2
+  ret i1 %cmp
+}
+
+Can be folded to (x & 2) == 0.
+
+define i1 @test2(i32 %x) nounwind {
+  %and = and i32 %x, 3
+  %cmp = icmp ugt i32 %and, 1
+  ret i1 %cmp
+}
+
+Can be folded to (x & 2) != 0.
+
+SimplifyDemandedBits shrinks the "and" constant to 2 but instcombine misses the
+icmp transform.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+This code:
+
+typedef struct {
+int f1:1;
+int f2:1;
+int f3:1;
+int f4:29;
+} t1;
+
+typedef struct {
+int f1:1;
+int f2:1;
+int f3:30;
+} t2;
+
+t1 s1;
+t2 s2;
+
+void func1(void)
+{
+s1.f1 = s2.f1;
+s1.f2 = s2.f2;
+}
+
+Compiles into this IR (on x86-64 at least):
+
+%struct.t1 = type { i8, [3 x i8] }
+@s2 = global %struct.t1 zeroinitializer, align 4
+@s1 = global %struct.t1 zeroinitializer, align 4
+define void @func1() nounwind ssp noredzone {
+entry:
+  %0 = load i32* bitcast (%struct.t1* @s2 to i32*), align 4
+  %bf.val.sext5 = and i32 %0, 1
+  %1 = load i32* bitcast (%struct.t1* @s1 to i32*), align 4
+  %2 = and i32 %1, -4
+  %3 = or i32 %2, %bf.val.sext5
+  %bf.val.sext26 = and i32 %0, 2
+  %4 = or i32 %3, %bf.val.sext26
+  store i32 %4, i32* bitcast (%struct.t1* @s1 to i32*), align 4
+  ret void
+}
+
+The two or/and's should be merged into one each.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+Machine level code hoisting can be useful in some cases.  For example, PR9408
+is about:
+
+typedef union {
+ void (*f1)(int);
+ void (*f2)(long);
+} funcs;
+
+void foo(funcs f, int which) {
+ int a = 5;
+ if (which) {
+   f.f1(a);
+ } else {
+   f.f2(a);
+ }
+}
+
+which we compile to:
+
+foo:                                    # @foo
+# BB#0:                                 # %entry
+       pushq   %rbp
+       movq    %rsp, %rbp
+       testl   %esi, %esi
+       movq    %rdi, %rax
+       je      .LBB0_2
+# BB#1:                                 # %if.then
+       movl    $5, %edi
+       callq   *%rax
+       popq    %rbp
+       ret
+.LBB0_2:                                # %if.else
+       movl    $5, %edi
+       callq   *%rax
+       popq    %rbp
+       ret
+
+Note that bb1 and bb2 are the same.  This doesn't happen at the IR level
+because one call is passing an i32 and the other is passing an i64.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+I see this sort of pattern in 176.gcc in a few places (e.g. the start of
+store_bit_field).  The rem should be replaced with a multiply and subtract:
+
+  %3 = sdiv i32 %A, %B
+  %4 = srem i32 %A, %B
+
+Similarly for udiv/urem.  Note that this shouldn't be done on X86 or ARM,
+which can do this in a single operation (instruction or libcall).  It is
+probably best to do this in the code generator.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+unsigned foo(unsigned x, unsigned y) { return (x & y) == 0 || x == 0; }
+should fold to (x & y) == 0.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+unsigned foo(unsigned x, unsigned y) { return x > y && x != 0; }
+should fold to x > y.
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//