* decl.c (grokdeclarator): Remove const and volatile from type after
[official-gcc.git] / gcc / PROJECTS
blob8aa24c6481da884f0c2e11b2cf1c8ceb4e995a86
1 C++ template friend functions (mmitchell@usa.net)
3 Haifa scheduler (haifa-sched.c, loop.[ch], unroll.[ch], genattrtab.c):
4 (contact law@cygnus.com before starting any serious haifa work)
6   * Fix all the formatting problems.  Simple, mindless work.
8   * Fix/add comments throughout the code.  Many of the comments are from
9   the old scheduler and are out of date and misleading.  Many new hunks
10   of code don't have sufficient comments and documentation.  Those which
11   do have comments need to be rewritten to use complete sentences and
12   proper formatting.
14   * Someone needs make one (or more) passes over the scheduler as a whole to
15   just clean it up.  Try to move the machine dependent bits into the target
16   files where they belong, avoid re-creating functions where or near
17   equivalents already exist (ie is_conditional_branch and friends), etc etc.
19   * Document the new scheduling options.  Remove those options which are
20   not really useful (like reverse scheduling for example).  In general
21   the haifa scheduler adds _way_ too many options.  I'm definitely of the
22   opinion that gcc already has too many -foptions, and haifa doesn't help
23   that situation.
25   * Testing and benchmarking.  Haifa has received little testing inside
26   Cygnus -- it needs to be throughly tested on a wide variety of platforms
27   which benefit from instruction scheduling (sparc, alpha, pa, ppc, mips, x86,
28   i960, m88k, sh, etc).    It needs to be benchmarked -- my tests showed
29   haifa was very much a hit or miss in terms of performance improvements.
31   Some benchmarks ran significantly fasters, other significantly slower.
32   We need to work on making haifa generate better overall code.
34   We need to have some kind of docs for how to best describe a machine to
35   the haifa scheduler to get good performance.  Some existing ports have
36   been tuned to deal with the old scheduler -- they may need to be tuned
37   to generate good schedules with haifa.
39   
42 -------------
44 The old PROJECTS file.  Stuff I know has been done has been deleted.
45 Stuff in progress has a contact name associated with it.
46 has been 
48 1. Better optimization.
50 * Constants in unused inline functions
52 It would be nice to delay output of string constants so that string
53 constants mentioned in unused inline functions are never generated.
54 Perhaps this would also take care of string constants in dead code.
56 The difficulty is in finding a clean way for the RTL which refers
57 to the constant (currently, only by an assembler symbol name)
58 to point to the constant and cause it to be output.
60 * More cse
62 The techniques for doing full global cse are described in the red
63 dragon book, or (a different version) in Frederick Chow's thesis from
64 Stanford.  It is likely to be slow and use a lot of memory, but it
65 might be worth offering as an additional option.  Contact dje@cygnus.com
66 before doing any work on CSE.
68 * Optimize a sequence of if statements whose conditions are exclusive.
70 It is possible to optimize 
72     if (x == 1) ...;
73     if (x == 2) ...;
74     if (x == 3) ...;
76 into
78     if (x == 1) ...;
79     else if (x == 2) ...;
80     else if (x == 3) ...;
82 provided that x is not altered by the contents of the if statements.
84 It's not certain whether this is worth doing.  Perhaps programmers
85 nearly always write the else's themselves, leaving few opportunities
86 to improve anything.
88 * Un-cse.
90 Perhaps we should have an un-cse step right after cse, which tries to
91 replace a reg with its value if the value can be substituted for the
92 reg everywhere, if that looks like an improvement.  Which is if the
93 reg is used only a few times.  Use rtx_cost to determine if the
94 change is really an improvement.
96 * Clean up how cse works.
98 The scheme is that each value has just one hash entry.  The
99 first_same_value and next_same_value chains are no longer needed.
101 For arithmetic, each hash table elt has the following slots:
103 * Operation.  This is an rtx code.
104 * Mode.
105 * Operands 0, 1 and 2.  These point to other hash table elements.
107 So, if we want to enter (PLUS:SI (REG:SI 30) (CONST_INT 104)), we
108 first enter (CONST_INT 104) and find the entry that (REG:SI 30) now
109 points to.  Then we put these elts into operands 0 and 1 of a new elt.
110 We put PLUS and SI into the new elt.
112 Registers and mem refs would never be entered into the table as such.
113 However, the values they contain would be entered.  There would be a
114 table indexed by regno which points at the hash entry for the value in
115 that reg.
117 The hash entry index now plays the role of a qty number.
118 We still need qty_first_reg, reg_next_eqv, etc. to record which regs
119 share a particular qty.
121 When a reg is used whose contents are unknown, we need to create a
122 hash table entry whose contents say "unknown", as a place holder for
123 whatever the reg contains.  If that reg is added to something, then
124 the hash entry for the sum will refer to the "unknown" entry.  Use
125 UNKNOWN for the rtx code in this entry.  This replaces make_new_qty.
127 For a constant, a unique hash entry would be made based on the
128 value of the constant.
130 What about MEM?  Each time a memory address is referenced, we need a
131 qty (a hash table elt) to represent what is in it.  (Just as for a
132 register.)  If this isn't known, create one, just as for a reg whose
133 contents are unknown.
135 We need a way to find all mem refs that still contain a certain value.
136 Do this with a chain of hash elts (for memory addresses) that point to
137 locations that hold the value.  The hash elt for the value itself should
138 point to the start of the chain.  It would be good for the hash elt
139 for an address to point to the hash elt for the contents of that address
140 (but this ptr can be null if the contents have never been entered).
142 With this data structure, nothing need ever be invalidated except
143 the lists of which regs or mems hold a particular value.  It is easy
144 to see if there is a reg or mem that is equiv to a particular value.
145 If the value is constant, it is always explicitly constant.
147 * Support more general tail-recursion among different functions.
149 This might be possible under certain circumstances, such as when
150 the argument lists of the functions have the same lengths.
151 Perhaps it could be done with a special declaration.
153 You would need to verify in the calling function that it does not
154 use the addresses of any local variables and does not use setjmp.
156 * Put short statics vars at low addresses and use short addressing mode?
158 Useful on the 68000/68020 and perhaps on the 32000 series,
159 provided one has a linker that works with the feature.
160 This is said to make a 15% speedup on the 68000.
162 * Keep global variables in registers.
164 Here is a scheme for doing this.  A global variable, or a local variable
165 whose address is taken, can be kept in a register for an entire function
166 if it does not use non-constant memory addresses and (for globals only)
167 does not call other functions.  If the entire function does not meet
168 this criterion, a loop may.
170 The VAR_DECL for such a variable would have to have two RTL expressions:
171 the true home in memory, and the pseudo-register used temporarily. 
172 It is necessary to emit insns to copy the memory location into the
173 pseudo-register at the beginning of the function or loop, and perhaps
174 back out at the end.  These insns should have REG_EQUIV notes so that,
175 if the pseudo-register does not get a hard register, it is spilled into
176 the memory location which exists in any case.
178 The easiest way to set up these insns is to modify the routine
179 put_var_into_stack so that it does not apply to the entire function
180 (sparing any loops which contain nothing dangerous) and to call it at
181 the end of the function regardless of where in the function the
182 address of a local variable is taken.  It would be called
183 unconditionally at the end of the function for all relevant global
184 variables.
186 For debugger output, the thing to do is to invent a new binding level
187 around the appropriate loop and define the variable name as a register
188 variable with that scope.
190 * Live-range splitting.
192 Currently a variable is allocated a hard register either for the full
193 extent of its use or not at all.  Sometimes it would be good to
194 allocate a variable a hard register for just part of a function; for
195 example, through a particular loop where the variable is mostly used,
196 or outside of a particular loop where the variable is not used.  (The
197 latter is nice because it might let the variable be in a register most
198 of the time even though the loop needs all the registers.)
200 Contact meissner@cygnus.com before starting any work on live range
201 splitting.
203 * Detect dead stores into memory?
205 A store into memory is dead if it is followed by another store into
206 the same location; and, in between, there is no reference to anything
207 that might be that location (including no reference to a variable
208 address).
210 * Loop optimization.
212 Strength reduction and iteration variable elimination could be
213 smarter.  They should know how to decide which iteration variables are
214 not worth making explicit because they can be computed as part of an
215 address calculation.  Based on this information, they should decide
216 when it is desirable to eliminate one iteration variable and create
217 another in its place.
219 It should be possible to compute what the value of an iteration
220 variable will be at the end of the loop, and eliminate the variable
221 within the loop by computing that value at the loop end.
223 When a loop has a simple increment that adds 1,
224 instead of jumping in after the increment,
225 decrement the loop count and jump to the increment.
226 This allows aob insns to be used.
228 * Using constraints on values.
230 Many operations could be simplified based on knowledge of the
231 minimum and maximum possible values of a register at any particular time.
232 These limits could come from the data types in the tree, via rtl generation,
233 or they can be deduced from operations that are performed.  For example,
234 the result of an `and' operation one of whose operands is 7 must be in
235 the range 0 to 7.  Compare instructions also tell something about the
236 possible values of the operand, in the code beyond the test.
238 Value constraints can be used to determine the results of a further
239 comparison.  They can also indicate that certain `and' operations are
240 redundant.  Constraints might permit a decrement and branch
241 instruction that checks zeroness to be used when the user has
242 specified to exit if negative.
244 * Smarter reload pass.
246 The reload pass as currently written can reload values only into registers
247 that are reserved for reloading.  This means that in order to use a
248 register for reloading it must spill everything out of that register.
250 It would be straightforward, though complicated, for reload1.c to keep
251 track, during its scan, of which hard registers were available at each
252 point in the function, and use for reloading even registers that were
253 free only at the point they were needed.  This would avoid much spilling
254 and make better code.
256 * Change the type of a variable.
258 Sometimes a variable is declared as `int', it is assigned only once
259 from a value of type `char', and then it is used only by comparison
260 against constants.  On many machines, better code would result if
261 the variable had type `char'.  If the compiler could detect this
262 case, it could change the declaration of the variable and change
263 all the places that use it.
265 * Better handling for very sparse switches.
267 There may be cases where it would be better to compile a switch
268 statement to use a fixed hash table rather than the current
269 combination of jump tables and binary search.
271 * Order of subexpressions.
273 It might be possible to make better code by paying attention
274 to the order in which to generate code for subexpressions of an expression.
276 * More code motion.
278 Consider hoisting common code up past conditional branches or
279 tablejumps.
281 * Trace scheduling.
283 This technique is said to be able to figure out which way a jump
284 will usually go, and rearrange the code to make that path the
285 faster one.
287 * Distributive law.
289 The C expression *(X + 4 * (Y + C)) compiles better on certain
290 machines if rewritten as *(X + 4*C + 4*Y) because of known addressing
291 modes.  It may be tricky to determine when, and for which machines, to
292 use each alternative.
294 Some work has been done on this, in combine.c.
296 * Can optimize by changing if (x) y; else z; into z; if (x) y;
297 if z and x do not interfere and z has no effects not undone by y.
298 This is desirable if z is faster than jumping.
300 * For a two-insn loop on the 68020, such as
301   foo:  movb    a2@+,a3@+
302         jne     foo
303 it is better to insert dbeq d0,foo before the jne.
304 d0 can be a junk register.  The challenge is to fit this into
305 a portable framework: when can you detect this situation and
306 still be able to allocate a junk register?
308 2. Simpler porting.
310 Right now, describing the target machine's instructions is done
311 cleanly, but describing its addressing mode is done with several
312 ad-hoc macro definitions.  Porting would be much easier if there were
313 an RTL description for addressing modes like that for instructions.
314 Tools analogous to genflags and genrecog would generate macros from
315 this description.
317 There would be one pattern in the address-description file for each
318 kind of addressing, and this pattern would have:
320   * the RTL expression for the address
321   * C code to verify its validity (since that may depend on
322     the exact data).
323   * C code to print the address in assembler language.
324   * C code to convert the address into a valid one, if it is not valid.
325     (This would replace LEGITIMIZE_ADDRESS).
326   * Register constraints for all indeterminates that appear
327     in the RTL expression.
329 3. Other languages.
331 Front ends for Pascal, Fortran, Algol, Cobol, Modula-2 and Ada are
332 desirable.
334 Pascal, Modula-2 and Ada require the implementation of functions
335 within functions.  Some of the mechanisms for this already exist.
337 4. More extensions.
339 * Generated unique labels.  Have some way of generating distinct labels
340 for use in extended asm statements.  I don't know what a good syntax would
343 * A way of defining a structure containing a union, in which the choice of
344 union alternative is controlled by a previous structure component.
346 Here is a possible syntax for this.
348 struct foo {
349   enum { INT, DOUBLE } code;
350   auto union { case INT: int i; case DOUBLE: double d;} value : code;
353 * Allow constructor expressions as lvalues, like this:
355         (struct foo) {a, b, c} = foo();
357 This would call foo, which returns a structure, and then store the
358 several components of the structure into the variables a, b, and c.
360 5. Generalize the machine model.
362 * Some new compiler features may be needed to do a good job on machines
363 where static data needs to be addressed using base registers.
365 * Some machines have two stacks in different areas of memory, one used
366 for scalars and another for large objects.  The compiler does not
367 now have a way to understand this.
369 6. Useful warnings.
371 * Warn about statements that are undefined because the order of
372 evaluation of increment operators makes a big difference.  Here is an
373 example:
375     *foo++ = hack (*foo);
377 7. Better documentation of how GCC works and how to port it.
379 Here is an outline proposed by Allan Adler.
381 I.    Overview of this document
382 II.   The machines on which GCC is implemented
383     A. Prose description of those characteristics of target machines and
384        their operating systems which are pertinent to the implementation
385        of GCC.
386         i. target machine characteristics
387         ii. comparison of this system of machine characteristics with
388             other systems of machine specification currently in use
389     B. Tables of the characteristics of the target machines on which
390        GCC is implemented.
391     C. A priori restrictions on the values of characteristics of target 
392        machines, with special reference to those parts of the source code
393        which entail those restrictions
394         i. restrictions on individual characteristics 
395         ii. restrictions involving relations between various characteristics
396     D. The use of GCC as a cross-compiler 
397         i. cross-compilation to existing machines
398         ii. cross-compilation to non-existent machines
399     E. Assumptions which are made regarding the target machine
400         i.  assumptions regarding the architecture of the target machine
401         ii. assumptions regarding the operating system of the target machine
402         iii. assumptions regarding software resident on the target machine
403         iv. where in the source code these assumptions are in effect made
404 III.   A systematic approach to writing the files tm.h and xm.h
405     A. Macros which require special care or skill
406     B. Examples, with special reference to the underlying reasoning
407 IV.    A systematic approach to writing the machine description file md
408     A. Minimal viable sets of insn descriptions
409     B. Examples, with special reference to the underlying reasoning
410 V.     Uses of the file aux-output.c
411 VI.    Specification of what constitutes correct performance of an 
412        implementation of GCC
413     A. The components of GCC
414     B. The itinerary of a C program through GCC
415     C. A system of benchmark programs
416     D. What your RTL and assembler should look like with these benchmarks
417     E. Fine tuning for speed and size of compiled code
418 VII.   A systematic procedure for debugging an implementation of GCC
419     A. Use of GDB
420         i. the macros in the file .gdbinit for GCC
421         ii. obstacles to the use of GDB
422             a. functions implemented as macros can't be called in GDB
423     B. Debugging without GDB
424         i. How to turn off the normal operation of GCC and access specific
425            parts of GCC
426     C. Debugging tools
427     D. Debugging the parser
428         i. how machine macros and insn definitions affect the parser
429     E. Debugging the recognizer
430         i. how machine macros and insn definitions affect the recognizer
432 ditto for other components
434 VIII. Data types used by GCC, with special reference to restrictions not 
435       specified in the formal definition of the data type
436 IX.   References to the literature for the algorithms used in GCC