Early if-conversion - 优化阅读笔记

Early if-conversion 用于对于没有很多可预测指令的乱序CPU。目标是消除可能误预测的条件分支。

来自分支两侧的指令都会被推测性地执行，并使用 cmov 指令选择结果。

// SSAIfConv 类在确定可能的情况下，对SSA形式的机器码执行if-conversion。该类不包含任何启发式方法；
// 外部代码应该用于确定何时进行 if-conversion 是个好主意。
//
// SSAIfConv 可以转换三角形和菱形：
//
//   三角形:    Head              菱形:    Head
//              | \                       /  \_
//              |  \                     /    |
//              |  [TF]BB              FBB    TBB
//              |  /                     \    /
//              | /                       \  /
//             Tail                       Tail
//
// 条件块TBB和/或FBB中的指令被插入到Head块中，Tail块中的phi指令被转换为select指令。

按支配树的后序遍历访问块。后序遍历允许在单次遍历中进行嵌套的if转换。tryConvertIf() 函数可能会擦除块，但仅擦除由头块支配的块。这使得在后序遍历迭代器仍然活动时更新支配树是安全的。

./BiShengKernel/build3/bin/llc -debugify-and-strip-all-safe < ./BiShengKernel/llvm/test/CodeGen/AArch64/arm64-early-ifcvt.ll -stress-early-ifcvt -aarch64-enable-atomic-cfg-tidy=0 -stop-before=early-ifcvt -o 1.mir
./BiShengKernel/build3/bin/llc -debugify-and-strip-all-safe < ./BiShengKernel/llvm/test/CodeGen/AArch64/arm64-early-ifcvt.ll -stress-early-ifcvt -aarch64-enable-atomic-cfg-tidy=0 -stop-after=early-ifcvt -o 2.mir./build3/bin/llc -run-pass=dot-machine-cfg 1.mir
dot .mm2.dot -T svg -o 1.mm2.dot.svg
./build3/bin/llc -run-pass=dot-machine-cfg 2.mir
dot .mm2.dot -T svg -o 2.mm2.dot.svg

在这里插入图片描述

; Function Attrs: nounwind ssp memory(read) uwtable
define i32 @mm2(ptr nocapture %p, i32 %n) #0 {
entry:br label %do.bodydo.body:                          ; preds = %do.cond, %entry...br i1 %cmp, label %do.cond, label %if.elseif.else:                          ; preds = %do.body...br label %do.conddo.cond:                          ; preds = %if.else, %do.body...br i1 %tobool, label %do.end, label %do.bodydo.end:                           ; preds = %do.cond%sub = sub nsw i32 %max.1, %min.1ret i32 %sub
}

最终效果:
在这里插入图片描述

类似C语言:

int32_t mm2(int32_t *p, int32_t n) {for(max=0,min=0; n != 0; n--) {p = p + 1;int32_t p0 = *p;if (p0 > max) {max = p0;} else {min = (p0 < min) ? p0 : min;}}return max - min;
}
// 转换为: 
int32_t mm2(int32_t *p, int32_t n) {for(max=0,min=0; n != 0; n--) {p = p + 1;int32_t p0 = *p;int32_t tmp = p0 < min ? p0 : min;max = p0 > max ? p0 : max;min = p0 > max ? min : tmp;}return max - min;
}

在 MIR 的表示：
在这里插入图片描述

几个重要的接口:

SSAIfConv::canConvertIf(..) {// ...TII->analyzeBranch(*Head, TBB, FBB, Cond); // llvm/lib/Target/AArch64/AArch64InstrInfo.cpp:266// ...if (!TII->canInsertSelect(*Head, Cond, PI.PHI->getOperand(0).getReg(),PI.TReg, PI.FReg, PI.CondCycles, PI.TCycles,PI.FCycles)) {}// canPredicateInstrs - 如果 MBB 中的所有指令都可以安全地作为谓词，则返回true。不考虑终结指令。/// 如果指令使用了在头基本块中定义的任何值，则将定义这些值的指令添加到InsertAfter中。//// 任何被破坏的寄存器单元都将添加到 ClobberedRegUnits 中。SSAIfConv::canPredicateInstrs(MachineBasicBlock *MBB);// canSpeculateInstrs - 如果MBB中的所有指令都可以安全地进行推测，则返回true。不考虑终结指令。// 如果指令使用了在头基本块中定义的任何值，则将定义这些值的指令添加到InsertAfter中。//// 任何被破坏的寄存器单元都将添加到 ClobberedRegUnits 中。SSAIfConv::canSpeculateInstrs(MachineBasicBlock *MBB);}