在 mem2reg 优化之前，phi 节点是否存在于 LLVM IR 中？

Question

在LLVM IR中，phi节点是SSA（静态单赋值）形式的关键组成部分，用于表示程序中的控制流。据我所知，LLVM 中的

mem2reg

优化过程用于通过引入 phi 节点将内存访问转换为 SSA 形式。

但是当我尝试编译简单的

app.c

程序时：

#include <stdio.h>
int main(){
  int x = 1;
  if(x > 2){
   x++;
  }else{
   x--;
  }
  printf("%d", x);
}

通过运行以下命令：

clang -S -emit-llvm -O -Xclang -disable-llvm-passes app.c
opt -S -mem2reg -o opt.ll app.ll

我得到了下一个结果。

app.ll

：

define i32 @main() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i32, align 4
  store i32 0, ptr %1, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #3
  store i32 1, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %3 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %4 = icmp sgt i32 %3, 2
  br i1 %4, label %5, label %8

5:                                                ; preds = %0
  %6 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %7 = add nsw i32 %6, 1
  store i32 %7, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %11

8:                                                ; preds = %0
  %9 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %10 = add nsw i32 %9, -1
  store i32 %10, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %11

11:                                               ; preds = %8, %5
  %12 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %13 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str, i32 noundef %12)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %2) #3
  %14 = load i32, ptr %1, align 4
  ret i32 %14
}

如您所见，这里没有 phi 节点，我不确定我们是否可以将其称为 SSA 形式。 应用

mem2reg

优化后 (

opt.ll

)：

define i32 @main() #0 {
  %1 = icmp sgt i32 1, 2
  br i1 %1, label %2, label %4

2:                                                ; preds = %0
  %3 = add nsw i32 1, 1
  br label %6

4:                                                ; preds = %0
  %5 = add nsw i32 1, -1
  br label %6

6:                                                ; preds = %4, %2
  %.0 = phi i32 [ %3, %2 ], [ %5, %4 ]
  %7 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str, i32 noundef %.0)
  ret i32 0
}

它看起来像 SSA 表格。

在应用

mem2reg

优化过程之前，phi 节点是否已经存在于 LLVM IR 中？或者它们只是由

mem2reg

传递引入，作为将内存访问转换为 SSA 形式的过程的一部分？ 如果您对这个主题有任何见解或澄清，我将不胜感激。谢谢！

Answer 1

是的。 Phi 节点是在 CodeGen 中生成的，作为 AST 到 IR 转换的一部分。这将处理内在函数、OpenMP 等语言特定的复杂性考虑到了 LLVM 与语言无关的mem2reg。

您可以在 lib/CodeGen/CGBuiltin.cpp 以及 clang/test/CodeGen/ms-intrinsics.c.

中查看相关示例。