LLVM 用数组索引替换指针算术

Question

我想使用 LLVM 3.1 来使用指针算术来转换循环，而不是使用数组索引。例如(为了清楚起见，以 C 语言而不是位码显示):

void f() {
    int buf[10];
    int i;
    int *p = buf;
    for (i = 0; i < 10; i++)
        *p++ = 0;
}

应该转变为

void f() {
    int buf[10];
    int i;
    int *p = buf;
    for (i = 0; i < 10; i++)
        p[i] = 0;
}

和

void g(int *p, int n) {
    int *end = p + n;
    for (; p < end, p++)
        *p = 0;
}

应该转变为

void g(int *p, int n) {
    int i;
    for (i = 0; i < n, i++)
        p[i] = 0;
}

我尝试过使用

opt -mem2reg -indvars <bc-file> -S

但我没有看到任何变化。我确实看到了示例的更改，例如 IndVarSimplify.cpp 文件注释中的示例，仅使用整数循环变量。但我看不到任何使用数组下标进行指针算术的示例，如文档中订阅的那样。是否有可能达到我想要的结果？

编辑:

下面是上面两个“f”函数的位码(在 mem2reg 之后)。关键区别在于循环内的 GEP，在第一种情况下，它是从上一次迭代中递增指针，而在第二种情况下，每次使用基指针和索引 i 计算指针。这就是我想要的 - 根据归纳变量 i 存储地址。

第一个 f 的位码:

define void @f() nounwind uwtable {
entry:
  %buf = alloca [10 x i32], align 16
  %arraydecay = getelementptr inbounds [10 x i32]* %buf, i32 0, i32 0
  br label %for.cond

for.cond:                                         ; preds = %for.inc, %entry
  %p.0 = phi i32* [ %arraydecay, %entry ], [ %incdec.ptr, %for.inc ]
  %i.0 = phi i32 [ 0, %entry ], [ %inc, %for.inc ]
  %cmp = icmp slt i32 %i.0, 10
  br i1 %cmp, label %for.body, label %for.end

for.body:                                         ; preds = %for.cond
  %incdec.ptr = getelementptr inbounds i32* %p.0, i32 1
  store i32 0, i32* %p.0, align 4
  br label %for.inc

for.inc:                                          ; preds = %for.body
  %inc = add nsw i32 %i.0, 1
  br label %for.cond

for.end:                                          ; preds = %for.cond
  ret void
}

第二个 f 的位码:

define void @f() nounwind uwtable {
entry:
  %buf = alloca [10 x i32], align 16
  %arraydecay = getelementptr inbounds [10 x i32]* %buf, i32 0, i32 0
  br label %for.cond

for.cond:                                         ; preds = %for.inc, %entry
  %i.0 = phi i32 [ 0, %entry ], [ %inc, %for.inc ]
  %cmp = icmp slt i32 %i.0, 10
  br i1 %cmp, label %for.body, label %for.end

for.body:                                         ; preds = %for.cond
  %idxprom = sext i32 %i.0 to i64
  %arrayidx = getelementptr inbounds i32* %arraydecay, i64 %idxprom
  store i32 0, i32* %arrayidx, align 4
  br label %for.inc

for.inc:                                          ; preds = %for.body
  %inc = add nsw i32 %i.0, 1
  br label %for.cond

for.end:                                          ; preds = %for.cond
  ret void
}

Answer 1

没有 LLVM 转换可以执行此操作。我编写了自己的 instcombine 转换来做到这一点。