[Mem2Reg]重构SSA提升

src/include/Mem2Reg.h

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-#pragma once
+// 假设 Mem2Reg.h 看起来像这样 (你需要根据实际情况调整)
+#ifndef SYSY_MEM2REG_H
+#define SYSY_MEM2REG_H
 
-#include <list>
-#include <memory>
-#include <stack>
+#include <vector>
 #include <unordered_map>
 #include <unordered_set>
+#include <stack>
+#include <queue> // For computeIteratedDomFrontiers
+
+// Include your IR and analysis headers
 #include "IR.h"
 #include "IRBuilder.h"
 #include "SysYIRAnalyser.h"
 #include "SysYIROptUtils.h"
 
 namespace sysy {
-/**
- * 实现静态单变量赋值核心类 mem2reg
- */
+
 class Mem2Reg {
 private:
-  Module *pModule;
-  IRBuilder *pBuilder;
-  ControlFlowAnalysis *controlFlowAnalysis;  // 控制流分析
-  ActiveVarAnalysis *activeVarAnalysis;  // 活跃变量分析
-  DataFlowAnalysisUtils dataFlowAnalysisUtils;
+  Module* pModule;
+  IRBuilder* pBuilder;
+  ControlFlowAnalysis* controlFlowAnalysis;
+  ActiveVarAnalysis* activeVarAnalysis;
+  DataFlowAnalysisUtils dataFlowAnalysisUtils; // If this is part of Mem2Reg or an external helper
 
 public:
-  Mem2Reg(Module *pMoudle, IRBuilder *pBuilder, 
-          ControlFlowAnalysis *pCFA = nullptr, ActiveVarAnalysis *pAVA = nullptr) :
-    pModule(pMoudle), pBuilder(pBuilder), controlFlowAnalysis(pCFA), activeVarAnalysis(pAVA), dataFlowAnalysisUtils()
-   {}  // 初始化函数
+  Mem2Reg(Module* module, IRBuilder* builder, ControlFlowAnalysis* cfa, ActiveVarAnalysis* ava)
+    : pModule(module), pBuilder(builder), controlFlowAnalysis(cfa), activeVarAnalysis(ava) {}
+    // Constructor initializes members
+  void run();
 
-  void mem2regPipeline();  ///< mem2reg
+  // --- 新增的私有成员变量和方法，用于SSA转换上下文 ---
+  // 这是核心，用于存储 SSA 转换过程中的状态
+  std::vector<AllocaInst*> currentFunctionAllocas; // 当前函数中所有可提升的 alloca
+  // alloca -> set of BasicBlocks where it's defined (stored into)
+  std::unordered_map<AllocaInst*, std::unordered_set<BasicBlock*>> allocaDefsBlock; 
+  // alloca -> set of BasicBlocks where it's used (loaded from)
+  std::unordered_map<AllocaInst*, std::unordered_set<BasicBlock*>> allocaUsesBlock; 
 
-private:
+  // BasicBlock -> Map of (PhiInst, Original AllocaInst)
+  // 用于在 rename 阶段通过 phi 指令找到它代表的原始 alloca
+  std::unordered_map<BasicBlock*, std::unordered_map<PhiInst*, AllocaInst*>> phiMap;
+  std::vector<PhiInst*> allPhiInstructions; // 收集所有创建的 Phi 指令以便后续简化和清理
 
-  // 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
+  // --- 核心 SSA 转换辅助函数 ---
+  // 计算给定定义块集合的迭代支配边界
+  std::unordered_set<BasicBlock*> computeIteratedDomFrontiers(const std::unordered_set<BasicBlock*>& blocks);
 
-  auto computeValue2Blocks() -> void;  ///< 计算value2block的映射(不包括数组和global)
+  // 分析一个 alloca 的所有 uses，填充 allocaDefsBlock 和 allocaUsesBlock
+  void allocaAnalysis(AllocaInst* alloca);
 
-  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
+  // 判断一个 alloca 是否可以被提升为寄存器 (无地址逃逸，标量类型)
+  bool is_promoted(AllocaInst* alloca);
 
-  auto insertPhi() -> void;  ///< 为所有变量的迭代支配边界插入phi结点
+  // 在迭代支配边界处插入 Phi 指令
+  void insertPhiNodes(Function* func);
 
-  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
+  // 递归地重命名基本块中的变量并填充 Phi 指令
+  // 这里的 `count` 和 `stacks` 是临时的，用于 DFS 过程中传递状态
+  void renameBlock(BasicBlock* block, 
+                      std::unordered_map<AllocaInst*, Value*>& currentIncomings,
+                      std::unordered_set<BasicBlock*>& visitedBlocks); // 修改为传递 map 和 set
 
-  // 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
+  // 简化冗余的 Phi 指令 (当所有输入都相同时)
+  void simplifyphi(PhiInst* phi);
+
+  // 获取前驱块在后继块前驱列表中的索引，用于 Phi 指令入边
+  int getPredIndex(BasicBlock* pred, BasicBlock* succ);
+
+  // --- Mem2Reg 的主要工作流函数 ---
+  // 对单个函数执行内存到寄存器的提升
+  bool promoteMemoryToRegisters(Function* func);
 
 };
-}  // namespace sysy
+
+} // namespace sysy
+
+#endif // SYSY_MEM2REG_H