Question

我想演示在LLVM中使用冗余删除。

我从 opt 中找到了选项 -gvn （全球价值编号）。我测试了以下示例：

int foo(int a, int b) {
    int c, d, e, f, g;

    c = a + b;
    d = a + b;
    e = a;
    f = e + b;
    g = c + d + e + f;

    return f;
}

使用以下程序：

clang -S -emit-llvm eg.c
llvm-as eg.ll
opt -gvn eg.ll -o eg_opt.ll

但是，我观察到与之前相同数量的添加操作。

eg.ll

define i32 @foo(i32 %a, i32 %b) #0 {
entry:
  %a.addr = alloca i32, align 4
  %b.addr = alloca i32, align 4
  %c = alloca i32, align 4
  %d = alloca i32, align 4
  %e = alloca i32, align 4
  %f = alloca i32, align 4
  %g = alloca i32, align 4
  store i32 %a, i32* %a.addr, align 4
  store i32 %b, i32* %b.addr, align 4
  %0 = load i32, i32* %a.addr, align 4
  %1 = load i32, i32* %b.addr, align 4
  %add = add nsw i32 %0, %1
  store i32 %add, i32* %c, align 4
  %2 = load i32, i32* %a.addr, align 4
  %3 = load i32, i32* %b.addr, align 4
  %add1 = add nsw i32 %2, %3
  store i32 %add1, i32* %d, align 4
  %4 = load i32, i32* %a.addr, align 4
  store i32 %4, i32* %e, align 4
  %5 = load i32, i32* %e, align 4
  %6 = load i32, i32* %b.addr, align 4
  %add2 = add nsw i32 %5, %6
  store i32 %add2, i32* %f, align 4
  %7 = load i32, i32* %c, align 4
  %8 = load i32, i32* %d, align 4
  %add3 = add nsw i32 %7, %8
  %9 = load i32, i32* %e, align 4
  %add4 = add nsw i32 %add3, %9
  %10 = load i32, i32* %f, align 4
  %add5 = add nsw i32 %add4, %10
  store i32 %add5, i32* %g, align 4
  %11 = load i32, i32* %f, align 4
  ret i32 %11
}

eg_opt.ll

define i32 @foo(i32 %a, i32 %b) #0 {
entry:
  %a.addr = alloca i32, align 4
  %b.addr = alloca i32, align 4
  %c = alloca i32, align 4
  %d = alloca i32, align 4
  %e = alloca i32, align 4
  %f = alloca i32, align 4
  %g = alloca i32, align 4
  store i32 %a, i32* %a.addr, align 4
  store i32 %b, i32* %b.addr, align 4
  %0 = load i32, i32* %a.addr, align 4
  %add = add nsw i32 %0, %b
  store i32 %add, i32* %c, align 4
  %1 = load i32, i32* %a.addr, align 4
  %2 = load i32, i32* %b.addr, align 4
  %add1 = add nsw i32 %1, %2
  store i32 %add1, i32* %d, align 4
  %3 = load i32, i32* %a.addr, align 4
  store i32 %3, i32* %e, align 4
  %4 = load i32, i32* %b.addr, align 4
  %add2 = add nsw i32 %3, %4
  store i32 %add2, i32* %f, align 4
  %5 = load i32, i32* %c, align 4
  %6 = load i32, i32* %d, align 4
  %add3 = add nsw i32 %5, %6
  %7 = load i32, i32* %e, align 4
  %add4 = add nsw i32 %add3, %7
  %add5 = add nsw i32 %add4, %add2
  store i32 %add5, i32* %g, align 4
  %8 = load i32, i32* %f, align 4
  ret i32 %8
}

我错过了什么吗？

Answer 1

我认为-instcombine通行证正是您所寻找的。使用-instcombine优化代码会产生以下IR。

 define i32 @foo(i32 %a, i32 %b) #0 {
   %1 = add nsw i32 %a, %b
   ret i32 %1
 }

Instroupine尝试从IR中删除尽可能多的冗余指令。

修改但是如果你想使用gvn，你必须首先将你的IR带到“更好”的SSA表格。

使用-mem2reg使您的IR成为完美的SSA形式：

define i32 @foo(i32 %a, i32 %b) #0 { %1 = add nsw i32 %a, %b %2 = add nsw i32 %a, %b %3 = add nsw i32 %a, %b %4 = add nsw i32 %1, %2 %5 = add nsw i32 %4, %a %6 = add nsw i32 %5, %3 ret i32 %3 }

现在使用-gvn减少了冗余添加指令：

define i32 @foo(i32 %a, i32 %b) #0 { %1 = add nsw i32 %a, %b %2 = add nsw i32 %1, %1 %3 = add nsw i32 %2, %a %4 = add nsw i32 %3, %1 ret i32 %1 }

<强> EDIT2：

来自lazyCoder的评论：通过别名分析支持-gvn也会导致冗余删除：

首先使用-basicaa会产生以下IR：

define i32 @foo(i32 %a, i32 %b) #0 { %1 = alloca i32, align 4 %2 = alloca i32, align 4 %c = alloca i32, align 4 %d = alloca i32, align 4 %e = alloca i32, align 4 %f = alloca i32, align 4 %g = alloca i32, align 4 store i32 %a, i32* %1, align 4 store i32 %b, i32* %2, align 4 %3 = load i32, i32* %1, align 4 %4 = load i32, i32* %2, align 4 %5 = add nsw i32 %3, %4 store i32 %5, i32* %c, align 4 %6 = load i32, i32* %1, align 4 %7 = load i32, i32* %2, align 4 %8 = add nsw i32 %6, %7 store i32 %8, i32* %d, align 4 %9 = load i32, i32* %1, align 4 store i32 %9, i32* %e, align 4 %10 = load i32, i32* %e, align 4 %11 = load i32, i32* %2, align 4 %12 = add nsw i32 %10, %11 store i32 %12, i32* %f, align 4 %13 = load i32, i32* %c, align 4 %14 = load i32, i32* %d, align 4 %15 = add nsw i32 %13, %14 %16 = load i32, i32* %e, align 4 %17 = add nsw i32 %15, %16 %18 = load i32, i32* %f, align 4 %19 = add nsw i32 %17, %18 store i32 %19, i32* %g, align 4 %20 = load i32, i32* %f, align 4 ret i32 %20 }

后跟-gvn结果：

define i32 @foo(i32 %a, i32 %b) #0 { %1 = alloca i32, align 4 %2 = alloca i32, align 4 %c = alloca i32, align 4 %d = alloca i32, align 4 %e = alloca i32, align 4 %f = alloca i32, align 4 %g = alloca i32, align 4 store i32 %a, i32* %1, align 4 store i32 %b, i32* %2, align 4 %3 = add nsw i32 %a, %b store i32 %3, i32* %c, align 4 store i32 %3, i32* %d, align 4 store i32 %a, i32* %e, align 4 store i32 %3, i32* %f, align 4 %4 = add nsw i32 %3, %3 %5 = add nsw i32 %4, %a %6 = add nsw i32 %5, %3 store i32 %6, i32* %g, align 4 ret i32 %3 }

保存装载和存储的地方。

如何在LLVM中演示冗余删除？

1 个答案: