<div>I was chasing down a performance regression on a CUDA benchmark compiled for the NVPTX64 backend, and found loop strength reduction is ineffective in the presence of sign extension. Here's a reduced test case:</div><div><br></div><div>void foo(float *input, int n) {</div><div><div>  for (int i = -n; i != n; ++i) {                                                     </div><div>    baz(input[i + 5]);                                                            <br></div><div>  }</div></div><div>}</div><div><br></div><div>I expect &input[i + 5] to be promoted to an indvar but it's not. </div><div><br></div><div>The root cause of this misoptimization is that ScalarEvolution is pessimistic about tagging nsw/nuw to a SCEVAddExpr. This pessimization was introduced in <a href="http://llvm.org/viewvc/llvm-project?view=revision&revision=145367" target="_blank" style="font-size:13.1999998092651px">http://llvm.org/viewvc/llvm-<u></u>pr<u></u>oject?view=revision&<u></u>revision=<u></u>145367</a>.<span style="font-size:13.1999998092651px"> </span><span style="font-size:13.1999998092651px">According to the comments there (</span><span style="font-size:13.1999998092651px"><a href="http://llvm.org/docs/doxygen/html/ScalarEvolution_8cpp_source.html#l04087">http://llvm.org/docs/doxygen/html/ScalarEvolution_8cpp_source.html#l04087</a>), ScalarEvolution does not apply an instruction's nsw/nuw flags to the corresponding SCEV expression. </span><span style="font-size:13.1999998092651px">I</span><span style="font-size:13.1999998092651px">n the above example, &input[i + 5] corresponds to SCEV expression input + 4 * </span><span style="font-size:13.1999998092651px">sext(i </span><span style="font-size:13.1999998092651px">+ 5). </span><span style="font-size:13.1999998092651px">In order to promote &input[i + 5] to an indvar, we need to at least prove (i </span><span style="font-size:13.1999998092651px">+ 5) does not sign overflow so that we can reassociate the expression to (input + 5) + 4 * sext(i) which can be represented as a SCEVAddRecExpr. </span><span style="font-size:13.1999998092651px">However, because ScalarEvolution doesn't apply sext to (i </span><span style="font-size:13.1999998092651px">+ 5), it cannot distribute sext(i </span><span style="font-size:13.1999998092651px">+ 5) to sext(i) </span><span style="font-size:13.1999998092651px">+ 5, and is thus unable to identify &input[i </span><span style="font-size:13.1999998092651px">+ 5] as a potential indvar. </span></div><div><span style="font-size:13.1999998092651px"><br></span></div><div><span style="font-size:13.1999998092651px">Side note: this issue kicked in after my recent </span><span style="font-size:13.1999998092651px">recent change that disables induction variable widening for the NVPTX64 backend. This issue used to be alleviated (if any) by induction variable widening because there wouldn't be any sext if index i is already 64-bit. </span><br></div><div><span style="font-size:13.1999998092651px"><br></span></div><div><span style="font-size:13.1999998092651px">I wonder if the fix which disables applying nsw/nuw is too conservative. The comments in the source code say</span><span style="font-size:13.1999998092651px"> that ScalarEvolution does not apply an instruction's nsw/nuw flags to the corresponding SCEV expression because another non-control-equivalent instruction without nsw/nuw can be mapped to the same expression. If that's the only case we worried about, is a better fix to be not mapping instructions only differ in nsw/nuw to the same SCEV expression? That can be done by adding the wrapping flag of a SCEVAddExpr expression to the folding set that serves as the index of this expression for SCEV look-up. </span></div><div><span style="font-size:13.1999998092651px"><br></span></div><div>I followed this idea, and tried a preliminary change (<a href="http://reviews.llvm.org/differential/diff/16942/">http://reviews.llvm.org/differential/diff/16942/</a>). It works fine so far: no transformation tests failed; some analysis tests failed but the new results seem better instead of incorrect. I wonder if I was just lucky on not breaking tests or it is the right way to go. </div><div><br></div><div>Jingyue</div>