DeadMachineInstructionElim

这个 Pass 从名字上看比较好理解，和中端似乎很相似。代码量不大，一百多行。入口我们就不看了，处理流程为：

bool DeadMachineInstructionElimImpl::eliminateDeadMI(MachineFunction &MF) {  
  bool AnyChanges = false;  
  
  // Loop over all instructions in all blocks, from bottom to top, so that it's  
  // more likely that chains of dependent but ultimately dead instructions will  // be cleaned up.  for (MachineBasicBlock *MBB : post_order(&MF)) {  
    LivePhysRegs.addLiveOuts(*MBB);  
  
    // Now scan the instructions and delete dead ones, tracking physreg  
    // liveness as we go.    for (MachineInstr &MI : make_early_inc_range(reverse(*MBB))) {  
      // If the instruction is dead, delete it!  
      if (MI.isDead(*MRI, &LivePhysRegs)) {  
        LLVM_DEBUG(dbgs() << "DeadMachineInstructionElim: DELETING: " << MI);  
        // It is possible that some DBG_VALUE instructions refer to this  
        // instruction. They will be deleted in the live debug variable        // analysis.        MI.eraseFromParent();  
        AnyChanges = true;  
        ++NumDeletes;  
        continue;  
      }  
      LivePhysRegs.stepBackward(MI);  
    }  
  }  
  LivePhysRegs.clear();  
  return AnyChanges;  
}

这个函数遍历整个函数的每个基本块（按后序），在进入每个块时先把块的 live-out 寄存器集合加载到 LivePhysRegs，然后从块尾到块首反向扫描指令：对每条指令调用 isDead（判断它既无副作用又写出的寄存器不再被使用），如果死指令就删掉并记为“有改动”，否则用 stepBackward 更新活跃寄存器集合；最后清空寄存器活跃信息并返回是否删除过任何指令。

但是我们可能还会有几个问题：

  • 为什么要按“后序遍历”（post-order）遍历基本块？
  • 为什么在每个基本块内部要“从尾到头”反向扫描指令？
  • make_early_inc_range(reverse(*MBB)) 的用途或意义是什么？
  • 为什么中端有死代码消除了这里还要？
为什么要按“后序遍历”（post-order）遍历基本块？

参考要点：后序遍历保证先处理子块（即可能的后继）再处理当前块，这样更容易在处理某个块时，其后续块中的活跃寄存器信息已经在 LivePhysRegs 中得到考虑，从而准确判断指令是否真的死。

为什么在每个基本块内部要“从尾到头”反向扫描指令？

参考要点：因为死指令的判定依赖于“后面是否有用到”的信息。反向扫描可以先看到最近的使用，再决定前面的定义是否是死的；同时也可以及时更新活跃寄存器集，使得依赖链上的整个死链能被清理。

make_early_inc_range(reverse(*MBB)) 的用途或意义是什么？

参考要点：在遍历过程中可能会删除指令，用 make_early_inc_range 可以在迭代时安全地删除当前指令而不会干扰迭代器；配合 reverse 实现反向遍历的安全删除。

为什么中端有死代码消除了这里还要？

因为 IR 级别的 DCE 只能基于 SSA 和目标无关的抽象语义来删除没用的计算，但在指令选择、寄存器分配、指令调度等后端阶段，会引入大量与具体目标指令、物理寄存器和调用约定相关的新指令（比如伪指令、拷贝、spill/fill、延迟插入的指令序列等），这些在 IR 层并不可见或无法预测。有些指令在生成后可能变得无用（比如拷贝到寄存器后没有后续使用，或者某些优化后留下的目标相关指令不再有用），只有在机器指令层面才能准确判断并清理。此外，后端优化（如寄存器合并、指令合并/拆分、模式匹配生成的复杂指令序列）也可能引入或暴露新的死指令。因而，即便中端已经做过 DCE，后端也必须在 MachineInstr 级别再做一次死指令消除，才能确保最终生成的机器码没有冗余、体积更小、执行更高效。