MachineCSE

MachineCSE 是 LLVM 后端用于在 SSA 机器指令级别进行 公共子表达式消除（CSE） 的优化 Pass，旨在通过识别重复的计算并替换为已有结果，从而减少指令数、降低寄存器/内存压力。
这个 Pass 的概念也非常简单，对应到中端，就是普通CSE。
该 Pass 将近 1000 行，可以使用 -aggressive-machine-cse 强制忽略收益判断，直接执行 CSE 操作。
该 Pass 依赖：

MachineDominatorTreeAnalysis
MachineBlockFrequencyAnalysis
主处理函数为：

bool MachineCSEImpl::run(MachineFunction &MF) {  
  TII = MF.getSubtarget().getInstrInfo();  
  TRI = MF.getSubtarget().getRegisterInfo();  
  MRI = &MF.getRegInfo();  
  LookAheadLimit = TII->getMachineCSELookAheadLimit();  
  bool ChangedPRE, ChangedCSE;  
  ChangedPRE = PerformSimplePRE(DT); // 尝试将部分冗余表达式提前提升为全冗余，从而可以被后续的 CSE 消除。
  ChangedCSE = PerformCSE(DT->getRootNode()); // 真正公共子表达式消除
  releaseMemory();  
  return ChangedPRE || ChangedCSE;  
}

下面讲一下他的代价函数 isProfitableToCSE：

寄存器压力判断（主要）：

如果 CSReg 的使用完全包含 Reg 的使用，不会增加寄存器活跃区间。
但如果使用数量过多（大于 csuses-threshold），为保守起见，放弃优化。
**启发式 #1 ：对“便宜”指令（如 mov），如果其定义不在当前 BB 或直接前驱，不要做 CSE（担心跨块延长 live range）：

if (TII->isAsCheapAsAMove(*MI)) {
  if (CSBB != BB && !CSBB->isSuccessor(BB))
    return false;
}

启发式 #2 ：如果表达式无虚拟寄存器使用，且其使用只是复制（copy）， 不要做 CSE：

if (!HasVRegUse && all uses are copies)
  return false;

启发式 #3：如果 CSReg 的使用出现在 PHI 节点中，且不在当前 BB，不做 CSE，防止值在不同路径被滥用。