October 9, 2024 1 min to read

RRVM 编译器优化-窥孔优化： conditional branch 指令优化

窥孔优化-conditional branch combining

注：这是在当时编译器比赛（全国大学生计算机系统能力大赛-编译系统设计赛）实现这个优化 pass 之前写的设计思路文档。big credit to Fuyuki
目的是当一个比较数为0时，用 conditional branch 和前面的 slt (等用于比较 set flags 的指令),xor 等指令合并，减少指令条数，从而提高性能
项目仓库，主要与其中 commit c85253f 有关

应用情况

考虑类似于下面的代码段

slt %3 , %1 , %3
....
bne %3, 0

可以被优化成以下语句 该情况有以下特征：

• 基本块以 conditional branch 指令结束，且该指令是一个（虚拟）寄存器和立即数 0,1 比较，从而进行跳转的指令，update 这种情况，立即数应该就是 x0 了
• 被比较的（虚拟）寄存器的最后一次写操作是在比较语句中，类似于被设了一个 flag
• 在写该寄存器和条件跳转之间，没有指令读该寄存器，该寄存器也不在 live_out 中

实现

我们的 branch 指令有这些：Beq,Bne,Blt,Bge,Bltu,Bgeu
而以下为所有涉及的条件指令：

• slti->blt
• sltiu->bltu
• sltiw 这能转化吗，gpt 了一波没找到对应，update 这玩意好像没 riscv instruction 会用到
• sltu->bltu
• slt->blt
• seqz->beq
• snez->bne

就按照这个转化一波应该就行了
实现位置：
在 instruction scheduling 前做

考虑如下情况

    xor s1, s1, s3        # xor %3, %1, %2
    seqz s1, s1           # seqz %4, %3
    bne s1, x0, L_12      # bne %4, x0, L_12
                             

  bne s3,s1,L_12

    seqz s1, s1
    bne s1, x0, L_3

被优化为

  beq x0,s1,L_3

但是考虑 xori 指令 和 slti 指令，都可以改成先把那条指令替换为 li %33, imm 然后 cbranch %33, %4 这样子