lib/CodeGen/OptimizePHIs.cpp

   1 //===-- OptimizePHIs.cpp - Optimize machine instruction PHIs --------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This pass optimizes machine instruction PHIs to take advantage of
  11 // opportunities created during DAG legalization.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "phi-opt"
  16 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  20 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  21 #include "llvm/Function.h"
  22 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  23 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  24 using namespace llvm;
  25
  26 STATISTIC(NumPHICycles, "Number of PHI cycles replaced");
  27 STATISTIC(NumDeadPHICycles, "Number of dead PHI cycles");
  28
  29 namespace {
  30   class OptimizePHIs : public MachineFunctionPass {
  31     MachineRegisterInfo *MRI;
  32     const TargetInstrInfo *TII;
  33
  34   public:
  35     static char ID; // Pass identification
  36     OptimizePHIs() : MachineFunctionPass(ID) {}
  37
  38     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
  39
  40     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  41       AU.setPreservesCFG();
  42       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
  43     }
  44
  45   private:
  46     typedef SmallPtrSet<MachineInstr*, 16> InstrSet;
  47     typedef SmallPtrSetIterator<MachineInstr*> InstrSetIterator;
  48
  49     bool IsSingleValuePHICycle(MachineInstr *MI, unsigned &SingleValReg,
  50                                InstrSet &PHIsInCycle);
  51     bool IsDeadPHICycle(MachineInstr *MI, InstrSet &PHIsInCycle);
  52     bool OptimizeBB(MachineBasicBlock &MBB);
  53   };
  54 }
  55
  56 char OptimizePHIs::ID = 0;
  57 INITIALIZE_PASS(OptimizePHIs, "opt-phis",
  58                 "Optimize machine instruction PHIs", false, false);
  59
  60 FunctionPass *llvm::createOptimizePHIsPass() { return new OptimizePHIs(); }
  61
  62 bool OptimizePHIs::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
  63   MRI = &Fn.getRegInfo();
  64   TII = Fn.getTarget().getInstrInfo();
  65
  66   // Find dead PHI cycles and PHI cycles that can be replaced by a single
  67   // value.  InstCombine does these optimizations, but DAG legalization may
  68   // introduce new opportunities, e.g., when i64 values are split up for
  69   // 32-bit targets.
  70   bool Changed = false;
  71   for (MachineFunction::iterator I = Fn.begin(), E = Fn.end(); I != E; ++I)
  72     Changed |= OptimizeBB(*I);
  73
  74   return Changed;
  75 }
  76
  77 /// IsSingleValuePHICycle - Check if MI is a PHI where all the source operands
  78 /// are copies of SingleValReg, possibly via copies through other PHIs.  If
  79 /// SingleValReg is zero on entry, it is set to the register with the single
  80 /// non-copy value.  PHIsInCycle is a set used to keep track of the PHIs that
  81 /// have been scanned.
  82 bool OptimizePHIs::IsSingleValuePHICycle(MachineInstr *MI,
  83                                          unsigned &SingleValReg,
  84                                          InstrSet &PHIsInCycle) {
  85   assert(MI->isPHI() && "IsSingleValuePHICycle expects a PHI instruction");
  86   unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
  87
  88   // See if we already saw this register.
  89   if (!PHIsInCycle.insert(MI))
  90     return true;
  91
  92   // Don't scan crazily complex things.
  93   if (PHIsInCycle.size() == 16)
  94     return false;
  95
  96   // Scan the PHI operands.
  97   for (unsigned i = 1; i != MI->getNumOperands(); i += 2) {
  98     unsigned SrcReg = MI->getOperand(i).getReg();
  99     if (SrcReg == DstReg)
 100       continue;
 101     MachineInstr *SrcMI = MRI->getVRegDef(SrcReg);
 102
 103     // Skip over register-to-register moves.
 104     if (SrcMI && SrcMI->isCopy() &&
 105         !SrcMI->getOperand(0).getSubReg() &&
 106         !SrcMI->getOperand(1).getSubReg() &&
 107         TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcMI->getOperand(1).getReg()))
 108       SrcMI = MRI->getVRegDef(SrcMI->getOperand(1).getReg());
 109     if (!SrcMI)
 110       return false;
 111
 112     if (SrcMI->isPHI()) {
 113       if (!IsSingleValuePHICycle(SrcMI, SingleValReg, PHIsInCycle))
 114         return false;
 115     } else {
 116       // Fail if there is more than one non-phi/non-move register.
 117       if (SingleValReg != 0)
 118         return false;
 119       SingleValReg = SrcReg;
 120     }
 121   }
 122   return true;
 123 }
 124
 125 /// IsDeadPHICycle - Check if the register defined by a PHI is only used by
 126 /// other PHIs in a cycle.
 127 bool OptimizePHIs::IsDeadPHICycle(MachineInstr *MI, InstrSet &PHIsInCycle) {
 128   assert(MI->isPHI() && "IsDeadPHICycle expects a PHI instruction");
 129   unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
 130   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg) &&
 131          "PHI destination is not a virtual register");
 132
 133   // See if we already saw this register.
 134   if (!PHIsInCycle.insert(MI))
 135     return true;
 136
 137   // Don't scan crazily complex things.
 138   if (PHIsInCycle.size() == 16)
 139     return false;
 140
 141   for (MachineRegisterInfo::use_iterator I = MRI->use_begin(DstReg),
 142          E = MRI->use_end(); I != E; ++I) {
 143     MachineInstr *UseMI = &*I;
 144     if (!UseMI->isPHI() || !IsDeadPHICycle(UseMI, PHIsInCycle))
 145       return false;
 146   }
 147
 148   return true;
 149 }
 150
 151 /// OptimizeBB - Remove dead PHI cycles and PHI cycles that can be replaced by
 152 /// a single value.
 153 bool OptimizePHIs::OptimizeBB(MachineBasicBlock &MBB) {
 154   bool Changed = false;
 155   for (MachineBasicBlock::iterator
 156          MII = MBB.begin(), E = MBB.end(); MII != E; ) {
 157     MachineInstr *MI = &*MII++;
 158     if (!MI->isPHI())
 159       break;
 160
 161     // Check for single-value PHI cycles.
 162     unsigned SingleValReg = 0;
 163     InstrSet PHIsInCycle;
 164     if (IsSingleValuePHICycle(MI, SingleValReg, PHIsInCycle) &&
 165         SingleValReg != 0) {
 166       MRI->replaceRegWith(MI->getOperand(0).getReg(), SingleValReg);
 167       MI->eraseFromParent();
 168       ++NumPHICycles;
 169       Changed = true;
 170       continue;
 171     }
 172
 173     // Check for dead PHI cycles.
 174     PHIsInCycle.clear();
 175     if (IsDeadPHICycle(MI, PHIsInCycle)) {
 176       for (InstrSetIterator PI = PHIsInCycle.begin(), PE = PHIsInCycle.end();
 177            PI != PE; ++PI) {
 178         MachineInstr *PhiMI = *PI;
 179         if (&*MII == PhiMI)
 180           ++MII;
 181         PhiMI->eraseFromParent();
 182       }
 183       ++NumDeadPHICycles;
 184       Changed = true;
 185     }
 186   }
 187   return Changed;
 188 }