* Remove all cfg simplification stuff for a new cfg simplify pass (todo)
authorChris Lattner <sabre@nondot.org>
Tue, 7 May 2002 04:24:11 +0000 (04:24 +0000)
committerChris Lattner <sabre@nondot.org>
Tue, 7 May 2002 04:24:11 +0000 (04:24 +0000)
* Convert to worklist instead of iterative algorithm

git-svn-id: https://llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk@2510 91177308-0d34-0410-b5e6-96231b3b80d8

lib/Transforms/Scalar/DCE.cpp

index af00102cd8d71f3e72895b861d2df13ff0e38360..5983910c18228636d402ac1e41d967a605341202 100644 (file)
@@ -1,38 +1,24 @@
 //===- DCE.cpp - Code to perform dead code elimination --------------------===//
 //
-// This file implements dead code elimination and basic block merging.
+// This file implements dead inst elimination and dead code elimination.
 //
-// Specifically, this:
-//   * removes definitions with no uses
-//   * removes basic blocks with no predecessors
-//   * merges a basic block into its predecessor if there is only one and the
-//     predecessor only has one successor.
-//   * Eliminates PHI nodes for basic blocks with a single predecessor
-//   * Eliminates a basic block that only contains an unconditional branch
-//   * Eliminates function prototypes that are not referenced
-//
-// TODO: This should REALLY be worklist driven instead of iterative.  Right now,
-// we scan linearly through values, removing unused ones as we go.  The problem
-// is that this may cause other earlier values to become unused.  To make sure
-// that we get them all, we iterate until things stop changing.  Instead, when 
-// removing a value, recheck all of its operands to see if they are now unused.
-// Piece of cake, and more efficient as well.  
-//
-// Note, this is not trivial, because we have to worry about invalidating 
-// iterators.  :(
+// Dead Inst Elimination performs a single pass over the function removing
+// instructions that are obviously dead.  Dead Code Elimination is similar, but
+// it rechecks instructions that were used by removed instructions to see if
+// they are newly dead.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Transforms/Scalar/DCE.h"
-#include "llvm/Module.h"
-#include "llvm/GlobalVariable.h"
-#include "llvm/iTerminators.h"
-#include "llvm/iPHINode.h"
-#include "llvm/Constant.h"
-#include "llvm/Support/CFG.h"
 #include "llvm/Pass.h"
-#include "Support/STLExtras.h"
-#include <algorithm>
+#include "llvm/InstrTypes.h"
+#include "llvm/Function.h"
+#include "llvm/Support/InstIterator.h"
+#include <set>
+
+static inline bool isInstDead(Instruction *I) {
+  return I->use_empty() && !I->hasSideEffects() && !isa<TerminatorInst>(I);
+}
 
 // dceInstruction - Inspect the instruction at *BBI and figure out if it's
 // [trivially] dead.  If so, remove the instruction and update the iterator
 bool dceInstruction(BasicBlock::InstListType &BBIL,
                     BasicBlock::iterator &BBI) {
   // Look for un"used" definitions...
-  if ((*BBI)->use_empty() && !(*BBI)->hasSideEffects() && 
-      !isa<TerminatorInst>(*BBI)) {
+  if (isInstDead(*BBI)) {
     delete BBIL.remove(BBI);   // Bye bye
     return true;
   }
   return false;
 }
 
-static inline bool RemoveUnusedDefs(BasicBlock::InstListType &Vals) {
-  bool Changed = false;
-  for (BasicBlock::InstListType::iterator DI = Vals.begin(); 
-       DI != Vals.end(); )
-    if (dceInstruction(Vals, DI))
-      Changed = true;
-    else
-      ++DI;
-  return Changed;
-}
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// DeadInstElimination pass implementation
+//
 
-struct DeadInstElimination : public BasicBlockPass {
-  const char *getPassName() const { return "Dead Instruction Elimination"; }
+namespace {
+  struct DeadInstElimination : public BasicBlockPass {
+    const char *getPassName() const { return "Dead Instruction Elimination"; }
+    
+    virtual bool runOnBasicBlock(BasicBlock *BB) {
+      BasicBlock::InstListType &Vals = BB->getInstList();
+      bool Changed = false;
+      for (BasicBlock::iterator DI = Vals.begin(); DI != Vals.end(); )
+        if (dceInstruction(Vals, DI))
+          Changed = true;
+        else
+          ++DI;
+      return Changed;
+    }
 
-  virtual bool runOnBasicBlock(BasicBlock *BB) {
-    return RemoveUnusedDefs(BB->getInstList());
-  }
-};
+    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+      AU.preservesCFG();
+    }
+  };
+}
 
 Pass *createDeadInstEliminationPass() {
   return new DeadInstElimination();
 }
 
-// RemoveSingularPHIs - This removes PHI nodes from basic blocks that have only
-// a single predecessor.  This means that the PHI node must only have a single
-// RHS value and can be eliminated.
-//
-// This routine is very simple because we know that PHI nodes must be the first
-// things in a basic block, if they are present.
-//
-static bool RemoveSingularPHIs(BasicBlock *BB) {
-  pred_iterator PI(pred_begin(BB));
-  if (PI == pred_end(BB) || ++PI != pred_end(BB)) 
-    return false;   // More than one predecessor...
 
-  Instruction *I = BB->front();
-  if (!isa<PHINode>(I)) return false;  // No PHI nodes
 
-  //cerr << "Killing PHIs from " << BB;
-  //cerr << "Pred #0 = " << *pred_begin(BB);
-
-  //cerr << "Function == " << BB->getParent();
-
-  do {
-    PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
-    assert(PN->getNumOperands() == 2 && "PHI node should only have one value!");
-    Value *V = PN->getOperand(0);
-
-    PN->replaceAllUsesWith(V);      // Replace PHI node with its single value.
-    delete BB->getInstList().remove(BB->begin());
-
-    I = BB->front();
-  } while (isa<PHINode>(I));
-       
-  return true;  // Yes, we nuked at least one phi node
-}
-
-static void ReplaceUsesWithConstant(Instruction *I) {
-  // Make all users of this instruction reference the constant instead
-  I->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(I->getType()));
-}
-
-// PropogatePredecessors - This gets "Succ" ready to have the predecessors from
-// "BB".  This is a little tricky because "Succ" has PHI nodes, which need to
-// have extra slots added to them to hold the merge edges from BB's
-// predecessors.  This function returns true (failure) if the Succ BB already
-// has a predecessor that is a predecessor of BB.
-//
-// Assumption: Succ is the single successor for BB.
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// DeadCodeElimination pass implementation
 //
-static bool PropogatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
-  assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
-  assert(isa<PHINode>(Succ->front()) && "Only works on PHId BBs!");
 
-  // If there is more than one predecessor, and there are PHI nodes in
-  // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
-  //
-  const std::vector<BasicBlock*> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
-
-  // Check to see if one of the predecessors of BB is already a predecessor of
-  // Succ.  If so, we cannot do the transformation!
-  //
-  for (pred_iterator PI = pred_begin(Succ), PE = pred_end(Succ);
-       PI != PE; ++PI) {
-    if (find(BBPreds.begin(), BBPreds.end(), *PI) != BBPreds.end())
-      return true;
-  }
+namespace {
+  struct DCE : public FunctionPass {
+    const char *getPassName() const { return "Dead Code Elimination"; }
 
-  BasicBlock::iterator I = Succ->begin();
-  do {                     // Loop over all of the PHI nodes in the successor BB
-    PHINode *PN = cast<PHINode>(*I);
-    Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB);
-    assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
+    virtual bool runOnFunction(Function *F);
 
-    for (std::vector<BasicBlock*>::const_iterator PredI = BBPreds.begin(), 
-          End = BBPreds.end(); PredI != End; ++PredI) {
-      // Add an incoming value for each of the new incoming values...
-      PN->addIncoming(OldVal, *PredI);
+     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+      AU.preservesCFG();
     }
-
-    ++I;
-  } while (isa<PHINode>(*I));
-  return false;
+ };
 }
 
-
-// SimplifyCFG - This function is used to do simplification of a CFG.  For
-// example, it adjusts branches to branches to eliminate the extra hop, it
-// eliminates unreachable basic blocks, and does other "peephole" optimization
-// of the CFG.  It returns true if a modification was made, and returns an 
-// iterator that designates the first element remaining after the block that
-// was deleted.
-//
-// WARNING:  The entry node of a function may not be simplified.
-//
-bool SimplifyCFG(Function::iterator &BBIt) {
-  BasicBlock *BB = *BBIt;
-  Function *M = BB->getParent();
-
-  assert(BB && BB->getParent() && "Block not embedded in function!");
-  assert(BB->getTerminator() && "Degenerate basic block encountered!");
-  assert(BB->getParent()->front() != BB && "Can't Simplify entry block!");
-
-
-  // Remove basic blocks that have no predecessors... which are unreachable.
-  if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) &&
-      !BB->hasConstantReferences()) {
-    //cerr << "Removing BB: \n" << BB;
-
-    // Loop through all of our successors and make sure they know that one
-    // of their predecessors is going away.
-    for_each(succ_begin(BB), succ_end(BB),
-            std::bind2nd(std::mem_fun(&BasicBlock::removePredecessor), BB));
-
-    while (!BB->empty()) {
-      Instruction *I = BB->back();
-      // If this instruction is used, replace uses with an arbitrary
-      // constant value.  Because control flow can't get here, we don't care
-      // what we replace the value with.  Note that since this block is 
-      // unreachable, and all values contained within it must dominate their
-      // uses, that all uses will eventually be removed.
-      if (!I->use_empty()) ReplaceUsesWithConstant(I);
-      
-      // Remove the instruction from the basic block
-      delete BB->getInstList().pop_back();
-    }
-    delete M->getBasicBlocks().remove(BBIt);
-    return true;
-  }
-
-  // Check to see if this block has no instructions and only a single 
-  // successor.  If so, replace block references with successor.
-  succ_iterator SI(succ_begin(BB));
-  if (SI != succ_end(BB) && ++SI == succ_end(BB)) {  // One succ?
-    if (BB->front()->isTerminator()) {   // Terminator is the only instruction!
-      BasicBlock *Succ = *succ_begin(BB); // There is exactly one successor
-      //cerr << "Killing Trivial BB: \n" << BB;
-      
-      if (Succ != BB) {   // Arg, don't hurt infinite loops!
-        // If our successor has PHI nodes, then we need to update them to
-        // include entries for BB's predecessors, not for BB itself.
-        // Be careful though, if this transformation fails (returns true) then
-        // we cannot do this transformation!
-        //
-       if (!isa<PHINode>(Succ->front()) ||
-            !PropogatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) {
-          
-          BB->replaceAllUsesWith(Succ);
-          BB = M->getBasicBlocks().remove(BBIt);
-       
-          if (BB->hasName() && !Succ->hasName())  // Transfer name if we can
-            Succ->setName(BB->getName());
-          delete BB;                              // Delete basic block
-          
-          //cerr << "Function after removal: \n" << M;
-          return true;
-       }
-      }
-    }
-  }
-
-  // Merge basic blocks into their predecessor if there is only one distinct
-  // pred, and if there is only one distinct successor of the predecessor, and
-  // if there are no PHI nodes.
-  //
-  if (!isa<PHINode>(BB->front()) && !BB->hasConstantReferences()) {
-    pred_iterator PI(pred_begin(BB)), PE(pred_end(BB));
-    BasicBlock *OnlyPred = *PI++;
-    for (; PI != PE; ++PI)  // Search all predecessors, see if they are all same
-      if (*PI != OnlyPred) {
-        OnlyPred = 0;       // There are multiple different predecessors...
-        break;
-      }
+bool DCE::runOnFunction(Function *F) {
+  // Start out with all of the instructions in the worklist...
+  std::vector<Instruction*> WorkList(inst_begin(F), inst_end(F));
+  std::set<Instruction*> DeadInsts;
   
-    BasicBlock *OnlySucc = 0;
-    if (OnlyPred && OnlyPred != BB) {   // Don't break self loops
-      // Check to see if there is only one distinct successor...
-      succ_iterator SI(succ_begin(OnlyPred)), SE(succ_end(OnlyPred));
-      OnlySucc = BB;
-      for (; SI != SE; ++SI)
-        if (*SI != OnlySucc) {
-          OnlySucc = 0;     // There are multiple distinct successors!
-          break;
-        }
-    }
-
-    if (OnlySucc) {
-      //cerr << "Merging: " << BB << "into: " << Pred;
-      TerminatorInst *Term = OnlyPred->getTerminator();
-
-      // Delete the unconditional branch from the predecessor...
-      BasicBlock::iterator DI = OnlyPred->end();
-      delete OnlyPred->getInstList().remove(--DI);       // Destroy branch
-      
-      // Move all definitions in the succecessor to the predecessor...
-      std::vector<Instruction*> Insts(BB->begin(), BB->end());
-      BB->getInstList().remove(BB->begin(), BB->end());
-      OnlyPred->getInstList().insert(OnlyPred->end(),
-                                     Insts.begin(), Insts.end());
-      
-      // Remove basic block from the function... and advance iterator to the
-      // next valid block...
-      M->getBasicBlocks().remove(BBIt);
-
-      // Make all PHI nodes that refered to BB now refer to Pred as their
-      // source...
-      BB->replaceAllUsesWith(OnlyPred);
-      
-      // Inherit predecessors name if it exists...
-      if (BB->hasName() && !OnlyPred->hasName())
-        OnlyPred->setName(BB->getName());
-      
-      delete BB; // You ARE the weakest link... goodbye
-      return true;
-    }
-  }
-  
-  return false;
-}
-
-static bool DoDCEPass(Function *F) {
-  Function::iterator BBIt, BBEnd = F->end();
-  if (F->begin() == BBEnd) return false;  // Nothing to do
-  bool Changed = false;
-
-  // Loop through now and remove instructions that have no uses...
-  for (BBIt = F->begin(); BBIt != BBEnd; ++BBIt) {
-    Changed |= RemoveUnusedDefs((*BBIt)->getInstList());
-    Changed |= RemoveSingularPHIs(*BBIt);
-  }
-
-  // Loop over all of the basic blocks (except the first one) and remove them
-  // if they are unneeded...
+  // Loop over the worklist finding instructions that are dead.  If they are
+  // dead make them drop all of their uses, making other instructions
+  // potentially dead, and work until the worklist is empty.
   //
-  for (BBIt = F->begin(), ++BBIt; BBIt != F->end(); ) {
-    if (SimplifyCFG(BBIt)) {
-      Changed = true;
-    } else {
-      ++BBIt;
-    }
-  }
-
-  return Changed;
-}
-
-// Remove unused global values - This removes unused global values of no
-// possible value.  This currently includes unused function prototypes and
-// unitialized global variables.
-//
-static bool RemoveUnusedGlobalValues(Module *Mod) {
-  bool Changed = false;
-
-  for (Module::iterator MI = Mod->begin(); MI != Mod->end(); ) {
-    Function *Meth = *MI;
-    if (Meth->isExternal() && Meth->use_size() == 0) {
-      // No references to prototype?
-      //cerr << "Removing function proto: " << Meth->getName() << endl;
-      delete Mod->getFunctionList().remove(MI);  // Remove prototype
-      // Remove moves iterator to point to the next one automatically
-      Changed = true;
-    } else {
-      ++MI;                                    // Skip prototype in use.
+  while (!WorkList.empty()) {
+    Instruction *I = WorkList.back();
+    WorkList.pop_back();
+    
+    if (isInstDead(I)) {       // If the instruction is dead...
+      // Loop over all of the values that the instruction uses, if there are
+      // instructions being used, add them to the worklist, because they might
+      // go dead after this one is removed.
+      //
+      for (User::use_iterator UI = I->use_begin(), UE = I->use_end();
+           UI != UE; ++UI)
+        if (Instruction *Used = dyn_cast<Instruction>(*UI))
+          WorkList.push_back(Used);
+
+      // Tell the instruction to let go of all of the values it uses...
+      I->dropAllReferences();
+
+      // Keep track of this instruction, because we are going to delete it later
+      DeadInsts.insert(I);
     }
   }
 
-  for (Module::giterator GI = Mod->gbegin(); GI != Mod->gend(); ) {
-    GlobalVariable *GV = *GI;
-    if (!GV->hasInitializer() && GV->use_size() == 0) {
-      // No references to uninitialized global variable?
-      //cerr << "Removing global var: " << GV->getName() << endl;
-      delete Mod->getGlobalList().remove(GI);
-      // Remove moves iterator to point to the next one automatically
-      Changed = true;
-    } else {
-      ++GI;
-    }
+  // If we found no dead instructions, we haven't changed the function...
+  if (DeadInsts.empty()) return false;
+
+  // Otherwise, loop over the program, removing and deleting the instructions...
+  for (Function::iterator I = F->begin(), E = F->end(); I != E; ++I) {
+    BasicBlock::InstListType &BBIL = (*I)->getInstList();
+    for (BasicBlock::iterator BI = BBIL.begin(); BI != BBIL.end(); )
+      if (DeadInsts.count(*BI)) {            // Is this instruction dead?
+        delete BBIL.remove(BI);              // Yup, remove and delete inst
+      } else {                               // This instruction is not dead
+        ++BI;                                // Continue on to the next one...
+      }
   }
 
-  return Changed;
-}
-
-namespace {
-  struct DeadCodeElimination : public FunctionPass {
-    const char *getPassName() const { return "Dead Code Elimination"; }
-
-    // Pass Interface...
-    virtual bool doInitialization(Module *M) {
-      return RemoveUnusedGlobalValues(M);
-    }
-    
-    // It is possible that we may require multiple passes over the code to fully
-    // eliminate dead code.  Iterate until we are done.
-    //
-    virtual bool runOnFunction(Function *F) {
-      bool Changed = false;
-      while (DoDCEPass(F)) Changed = true;
-      return Changed;
-    }
-    
-    virtual bool doFinalization(Module *M) {
-      return RemoveUnusedGlobalValues(M);
-    }
-  };
+  return true;
 }
 
 Pass *createDeadCodeEliminationPass() {
-  return new DeadCodeElimination();
+  return new DCE();
 }