<html>
    <head>
      <base href="https://bugs.llvm.org/">
    </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 when a constant is a power of two"
   href="https://bugs.llvm.org/show_bug.cgi?id=42257">42257</a>
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Summary</th>
          <td>Missed optimization when a constant is a power of two
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Product</th>
          <td>new-bugs
          </td>
        </tr>

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

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

        <tr>
          <th>OS</th>
          <td>Linux
          </td>
        </tr>

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

        <tr>
          <th>Severity</th>
          <td>enhancement
          </td>
        </tr>

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

        <tr>
          <th>Component</th>
          <td>new bugs
          </td>
        </tr>

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

        <tr>
          <th>Reporter</th>
          <td>jameshamm1995@gmail.com
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>CC</th>
          <td>htmldeveloper@gmail.com, llvm-bugs@lists.llvm.org
          </td>
        </tr></table>
      <p>
        <div>
        <pre>The following function is correctly treated as a no-op by clang(trunk, -Ofast
--march=skylake)


bool zero(bool b) {
    int x = 5;
    return (x * b) + (-x * b);
}

=>

zero(bool):
        xor     eax, eax
        ret


Messing around with this function on compiler explorer
(<a href="https://godbolt.org/z/grc5ZF">https://godbolt.org/z/grc5ZF</a>), I noticed when the constant is set to a power
of two (where the power is not 0 or 1) or the negative of a power of two, the
code is no longer optimized away.

bool zero(bool b) {
    int x = 4;
    return (x * b) + (-x * b);
}

=>

zero(bool):
        shl     edi, 2
        cmp     edi, edi  ;; Always sets the ZF
        setne   al        ;; ZF is set, so al is always 0
        ret

This missed optimization still happens when the return type is an int, and the
missed optimization is not obvious from the assembly
(<a href="https://godbolt.org/z/ZEwONp">https://godbolt.org/z/ZEwONp</a>).

// Completely optimized
int zero(bool b) {
    int x = 18;
    return (x * b) + (-x * b);
}

=>

zero(bool):
        xor     eax, eax
        ret


vs

// Missing opportunity
int zero(bool b) {
    int x = 4;
    return (x * b) + (-x * b);
}

=>

zero(bool):
        mov     eax, edi
        shl     eax, 2
        xor     dil, 1
        movzx   ecx, dil
        lea     eax, [rax + 4*rcx]
        add     eax, -4
        ret

The problem disappears if the function parameter is widened,

int zero(int b) {
    int x = 4;
    return (x * b) + (-x * b);
}

or if the intermediate values are close to overflowing
(<a href="https://godbolt.org/z/yHPjz2">https://godbolt.org/z/yHPjz2</a>),

int zero(bool b) {
    int x = 1 << 31;
    return (x * b) + (-x * b);
}

or (as a comment on stackoverflow pointed out
<a href="https://stackoverflow.com/questions/56416747/missed-optimization-in-clang-only-on-powers-of-two#comment99429730_56416747">https://stackoverflow.com/questions/56416747/missed-optimization-in-clang-only-on-powers-of-two#comment99429730_56416747</a>)
if the value is not known.

int zero(bool b, int x) {
    return (x * b) + (-x * b);
}

All compile down to

zero(int):
        xor     eax, eax
        ret</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>