<html>
    <head>
      <base href="http://llvm.org/bugs/" />
    </head>
    <body><table border="1" cellspacing="0" cellpadding="8">
        <tr>
          <th>Bug ID</th>
          <td><a class="bz_bug_link 
          bz_status_NEW "
   title="NEW --- - Missed optimization of shifts into roll/rorl when avoiding undefined behavior"
   href="http://llvm.org/bugs/show_bug.cgi?id=17332">17332</a>
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Summary</th>
          <td>Missed optimization of shifts into roll/rorl when avoiding undefined behavior
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Product</th>
          <td>clang
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Version</th>
          <td>trunk
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Hardware</th>
          <td>PC
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>OS</th>
          <td>All
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Status</th>
          <td>NEW
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Severity</th>
          <td>normal
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Priority</th>
          <td>P
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Component</th>
          <td>LLVM Codegen
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Assignee</th>
          <td>unassignedclangbugs@nondot.org
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Reporter</th>
          <td>jonathan.sauer@gmx.de
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>CC</th>
          <td>llvmbugs@cs.uiuc.edu
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Classification</th>
          <td>Unclassified
          </td>
        </tr></table>
      <p>
        <div>
        <pre>Created <span class=""><a href="attachment.cgi?id=11268" name="attach_11268" title="Disassembly of first rol/ror (no masking, roll and rorl)">attachment 11268</a> <a href="attachment.cgi?id=11268&action=edit" title="Disassembly of first rol/ror (no masking, roll and rorl)">[details]</a></span>
Disassembly of first rol/ror (no masking, roll and rorl)

The following two functions rotate an unsigned integer to the left and the
right, respectively:

unsigned int rol(unsigned int value, unsigned int amount)
{
    return (value << amount) | (value >> (32 - amount));
}

unsigned int ror(unsigned int value, unsigned int amount)
{
    return (value >> amount) | (value << (32 - amount));
}

On x86_64, clang r191183 with -O2 compiles them into a rol/ror instruction
(disassembly attached):

% ~/LLVM/build/Release+Asserts/bin/clang++ -S -O2 -o - clang.cpp

Unfortunately the code results in undefined behavior when <amount> is zero, as
then <value> gets shifted by 32 bits which, assuming <unsigned int> has a size
of 32 bits, is undefined behavior according to ยง5.8p1:

| The behavior is undefined if the right operand is negative, or greater than
| or equal to the length in bits of the promoted left operand

Of course it's easy to fix the functions by masking the lower five bits of
<amount>, which in this case results in no functionality change:

unsigned int rol(unsigned int value, unsigned int amount)
{
    return (value << amount) | (value >> ((32 - amount) & 31));
}


unsigned int ror(unsigned int value, unsigned int amount)
{
    return (value >> amount) | (value << ((32 - amount) & 31));
}


This however does not result in a rol/ror instruction (disassembly attached);
instead the code is compiled into two shifts, a negation and an or.

Now I'm a bit stuck between a rock and a hard place: On the one hand I want to
avoid undefined behavior (especially when using clang's UB sanitizer), on the
other hand I'd like clang to generate the optimum code.</pre>
        </div>
      </p>
      <hr>
      <span>You are receiving this mail because:</span>
      
      <ul>
          <li>You are on the CC list for the bug.</li>
      </ul>
    </body>
</html>