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src/include/Mem2Reg.h

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+#pragma once
+
+#include <list>
+#include <memory>
+#include <stack>
+#include <unordered_map>
+#include <unordered_set>
+#include "IR.h"
+#include "IRBuilder.h"
+#include "SysYIRAnalyser.h"
+
+namespace sysy {
+/**
+ * 实现静态单变量赋值核心类 mem2reg
+ */
+class Mem2Reg {
+private:
+  Module *pModule;
+  IRBuilder *pBuilder;
+  ActiveVarAnalysis *activeVarAnalysis;  // 活跃变量分析
+  ControlFlowAnalysis *controlFlowAnalysis;  // 控制流分析
+  DataFlowAnalysisUtils dataFlowAnalysisUtils;
+
+public:
+  Mem2Reg(Module *pMoudle, IRBuilder *pBuilder) : 
+    pModule(pMoudle), pBuilder(pBuilder), activeVarAnalysis(nullptr), controlFlowAnalysis(nullptr), dataFlowAnalysisUtils()
+   {}  // 初始化函数
+
+  void mem2regPipeline();  ///< mem2reg
+
+private:
+
+  // phi节点的插入需要计算IDF
+  std::unordered_set<BasicBlock *> computeIterDf(const std::unordered_set<BasicBlock *> &blocks);  ///< 计算定义块集合的迭代支配边界
+
+  auto computeValue2Blocks() -> void;  ///< 计算value2block的映射(不包括数组和global)
+
+  auto preOptimize1() -> void;  ///< llvm memtoreg预优化1: 删除不含load的alloc和store
+  auto preOptimize2() -> void;  ///< llvm memtoreg预优化2: 针对某个变量的Defblocks只有一个块的情况
+  auto preOptimize3() -> void;  ///< llvm memtoreg预优化3: 针对某个变量的所有读写都在同一个块中的情况
+
+  auto insertPhi() -> void;  ///< 为所有变量的迭代支配边界插入phi结点
+
+  auto rename(BasicBlock *block, std::unordered_map<Value *, int> &count,
+              std::unordered_map<Value *, std::stack<Instruction *>> &stacks) -> void;  ///< 单个块的重命名
+  auto renameAll() -> void;                                                             ///< 重命名所有块
+
+  // private helper function.
+private:
+  auto getPredIndex(BasicBlock *n, BasicBlock *s) -> int;  ///< 获取前驱索引
+  auto cascade(Instruction *instr, bool &changed, Function *func, BasicBlock *block,
+               std::list<std::unique_ptr<Instruction>> &instrs) -> void;  ///< 消除级联关系
+  auto isGlobal(Value *val) -> bool;                                      ///< 判断是否是全局变量
+  auto isArr(Value *val) -> bool;                                         ///< 判断是否是数组
+  auto usedelete(Instruction *instr) -> void;                             ///< 删除指令相关的value-use-user关系
+
+};
+}  // namespace sysy