[midend-Loop-InductionVarStrengthReduction]支持了对部分除法运算取模运算的归纳变量的强度削弱策略。(mulh+魔数,负数2的幂次除法符号修正,2的幂次取模运算and优化)。增加了了Printer对移位指令的打印支持

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@@ -21,21 +21,52 @@ class LoopAnalysisResult;
* 记录一个可以进行强度削弱的表达式信息
*/
struct StrengthReductionCandidate {
Instruction* originalInst; // 原始指令 (如 i*4)
enum OpType {
MULTIPLY, // 乘法: iv * const
DIVIDE, // 除法: iv / 2^n (转换为右移)
DIVIDE_CONST, // 除法: iv / const (使用mulh指令优化)
REMAINDER // 取模: iv % 2^n (转换为位与)
};
enum DivisionStrategy {
SIMPLE_SHIFT, // 简单右移(仅适用于无符号或非负数)
SIGNED_CORRECTION, // 有符号除法修正: (x + (x >> 31) & mask) >> k
MULH_OPTIMIZATION // 使用mulh指令优化任意常数除法
};
Instruction* originalInst; // 原始指令 (如 i*4, i/8, i%16)
Value* inductionVar; // 归纳变量 (如 i)
int multiplier; // 乘数 (如 4)
OpType operationType; // 操作类型
DivisionStrategy divStrategy; // 除法策略(仅用于除法)
int multiplier; // 乘数/除数/模数 (如 4, 8, 16)
int shiftAmount; // 位移量 (对于2的幂)
int offset; // 偏移量 (如常数项)
BasicBlock* containingBlock; // 所在基本块
Loop* containingLoop; // 所在循环
bool hasNegativeValues; // 归纳变量是否可能为负数
// 强度削弱后的新变量
PhiInst* newPhi = nullptr; // 新的 phi 指令
Value* newInductionVar = nullptr; // 新的归纳变量 (递增 multiplier)
Value* newInductionVar = nullptr; // 新的归纳变量
StrengthReductionCandidate(Instruction* inst, Value* iv, int mult, int off,
StrengthReductionCandidate(Instruction* inst, Value* iv, OpType opType, int value, int off,
BasicBlock* bb, Loop* loop)
: originalInst(inst), inductionVar(iv), multiplier(mult), offset(off),
containingBlock(bb), containingLoop(loop) {}
: originalInst(inst), inductionVar(iv), operationType(opType),
divStrategy(SIMPLE_SHIFT), multiplier(value), offset(off),
containingBlock(bb), containingLoop(loop), hasNegativeValues(false) {
// 计算位移量(用于除法和取模的强度削弱)
if (opType == DIVIDE || opType == REMAINDER) {
shiftAmount = 0;
int temp = value;
while (temp > 1) {
temp >>= 1;
shiftAmount++;
}
} else {
shiftAmount = 0;
}
}
};
/**
@@ -86,7 +117,38 @@ private:
*/
bool performStrengthReduction();
// ========== 辅助方法 ==========
// ========== 辅助分析函数 ==========
/**
* 分析归纳变量是否可能取负值
* @param ivInfo 归纳变量信息
* @param loop 所属循环
* @return 如果可能为负数返回true
*/
bool analyzeInductionVariableRange(const InductionVarInfo* ivInfo, Loop* loop) const;
/**
* 计算用于除法优化的魔数和移位量
* @param divisor 除数
* @return {魔数, 移位量}
*/
std::pair<int64_t, int> computeMulhMagicNumbers(int divisor) const;
/**
* 生成除法替换代码
* @param candidate 优化候选项
* @param builder IR构建器
* @return 替换值
*/
Value* generateDivisionReplacement(StrengthReductionCandidate* candidate, IRBuilder* builder) const;
/**
* 生成任意常数除法替换代码
* @param candidate 优化候选项
* @param builder IR构建器
* @return 替换值
*/
Value* generateConstantDivisionReplacement(StrengthReductionCandidate* candidate, IRBuilder* builder) const;
/**
* 检查指令是否为强度削弱候选项