perf: DCE Pass B 迭代全扫改工作队列单遍收敛

crates/oxide_dce/src/iter_sweep.rs

@@ -1,17 +1,28 @@
-//! Pass B：全函数 use 计数迭代删除到不动点（连锁删上游写者）。
+//! Pass B：全函数 use 计数工作队列删除到不动点（连锁删上游写者）。
 //!
-//! 只对可达存活指令聚合 use 计数（逐条 `inst.use_regs()` 累加）→ 收集 `def_reg` 为
+//! 只对可达存活指令聚合 use 计数（逐条 `inst.use_regs()` 累加），单遍预计算逐寄存器
-//! Some(r) 且 use_count[r]==0 且 `is_pure(f)` 的指令 → 删除并减去其 use_regs → 迭代。
+//! 定义者列表 → 初始候选（`def_reg` 为 Some(r) 且 use_count[r]==0 且 `is_pure(f)` 的
+//! 指令）入队 → 出队全量重核判据，命中即删并减去其 use_regs，归零寄存器与已删指令
+//! def 寄存器的全部存活定义者入队。删除规则单调（use_count 只减不增、keep 只从真翻假），
+//! 不动点删除集合唯一，与逐轮全扫迭代逐位等价。
 //! CALL 隐式 def reg0 不参与死删（CALL 本身 is_pure=false 永不删），但 CALL
 //! 的 use 计数正常聚合——喂活上游写其参数的纯指令。
 //! **label 目标指令强制保留**：块头是控制流汇合点，删除会使存活 JMP 的 label 引用
 //! 悬空（lowering "Label not found"）——保守保留，少删不错删。
 
+use std::collections::VecDeque;
+
 use oxide_bytecode::opcode::OpCode;
 use oxide_ir::operand::Operand;
 use oxide_ir::IRFunction;
 
-/// 全函数 use 计数迭代删除：就地改写 `keep`（保活/删除标记）。
+/// 全函数 use 计数工作队列删除：就地改写 `keep`（保活/删除标记）。
+///
+/// 工作队列单遍收敛：预计算逐寄存器定义者列表，初始候选（def 寄存器 use 计数为零的
+/// 纯指令）入队；出队全量重核判据（重核是权威门，入队判据只作初筛），命中即删并减
+/// use 计数，归零寄存器与已删指令 def 寄存器的全部存活定义者入队。删除规则单调
+/// （use_count 只减不增、keep 只从真翻假），不动点删除集合唯一，删除集合与逐轮
+/// 全扫迭代逐位等价。
 pub(super) fn pass_b_dead_code(f: &IRFunction, keep: &mut [bool]) {
     // 寄存器号上界：覆盖可达指令全部 def/use（手工 IR 可能超 n_registers，动态取上界）
     let mut max_reg: u32 = 0;
@@ -25,6 +36,8 @@ pub(super) fn pass_b_dead_code(f: &IRFunction, keep: &mut [bool]) {
             }
         }
     }
+
+    // use 计数：存活指令逐条累加 use_regs
     let mut use_count = vec![0usize; max_reg as usize + 1];
     for (i, k) in keep.iter().enumerate() {
         if *k {
@@ -33,6 +46,18 @@ pub(super) fn pass_b_dead_code(f: &IRFunction, keep: &mut [bool]) {
             }
         }
     }
+
+    // 逐寄存器定义者列表：按指令下标升序单遍填充，只收当前存活指令
+    //（删除后由 keep 位图过滤，列表本身不收缩）
+    let mut definers: Vec<Vec<usize>> = vec![Vec::new(); max_reg as usize + 1];
+    for (i, k) in keep.iter().enumerate() {
+        if *k {
+            if let Some(r) = f.insts[i].def_reg() {
+                definers[r as usize].push(i);
+            }
+        }
+    }
+
     // label 目标指令位图：label_pos 指向的 Inst 下标（越界防御性忽略）
     let mut label_target = vec![false; f.insts.len()];
     for pos in f.label_pos.iter().flatten() {
@@ -40,39 +65,72 @@ pub(super) fn pass_b_dead_code(f: &IRFunction, keep: &mut [bool]) {
             *t = true;
         }
     }
+
     // nested 树引用的变量槽位图：闭包可跨函数读外层变量槽（LOAD_VAR.a 读槽 / STORE_VAR.rd 写槽
     // 以寄存器号编码）。不递归删除 nested，但跨函数引用必须保活当前函数内写该槽的
     // STORE_VAR——否则死 `var k='x'` + 构造器内 `[k]` computed key 读槽被误删（回归锚）。
     let mut escaped_slot = vec![false; max_reg as usize + 1];
     collect_escaped_slots(&f.nested, &mut escaped_slot);
-    // 迭代删除至不动点：删一条纯指令 → 减其 use_regs → 上游写者可能连锁变死
+
-    loop {
+    // 槽逃逸判定：STORE_VAR 写变量槽可被 nested 闭包跨函数读取（computed class field key 等
-        let mut deleted = false;
+    // 场景：构造函数 submodule 内 LOAD_VAR a 槽引外层变量槽）。DCE 不递归 nested，
-        for (i, k) in keep.iter_mut().enumerate() {
+    // 顶层 use 计数看不到跨函数读——凡 nested 树引用的变量槽，其顶层写者保活
-            if !*k || label_target[i] {
+    //（保守"少删不错删"）。
-                continue;
+    let slot_escapes = |i: usize, r: u32| {
+        f.insts[i].op == OpCode::STORE_VAR
+            && matches!(f.insts[i].rd, Operand::Reg(_))
+            && escaped_slot.get(r as usize).copied().unwrap_or(false)
+    };
+
+    // 初始工作队列：收全部现判据候选（def 寄存器 use 计数为零、非 label 目标、
+    // 槽未逃逸、纯指令）
+    let mut in_queue = vec![false; f.insts.len()];
+    let mut queue: VecDeque<usize> = VecDeque::new();
+    for (i, k) in keep.iter().enumerate() {
+        if !*k || label_target[i] {
+            continue;
+        }
+        let inst = &f.insts[i];
+        if let Some(r) = inst.def_reg() {
+            if use_count[r as usize] == 0 && !slot_escapes(i, r) && inst.is_pure(f) {
+                in_queue[i] = true;
+                queue.push_back(i);
             }
-            let inst = &f.insts[i];
+        }
-            // CALL 系隐式 def reg0 是注册写入不参与死删收集；is_pure=false 已保证永不删
+    }
-            if let Some(r) = inst.def_reg() {
+
-                // STORE_VAR 写变量槽可被 nested 闭包跨函数读取（computed class field key 等
+    // 出队全量重核判据（重核是权威门，入队判据只作初筛）；命中即置 keep 为假并减
-                // 场景：构造函数 submodule 内 LOAD_VAR a 槽引外层变量槽）。DCE 不递归 nested，
+    // use 计数，归零寄存器与已删指令 def 寄存器的全部存活且未入队定义者入队
-                // 顶层 use 计数看不到跨函数读——凡 nested 树引用的变量槽，其顶层写者保活
+    //（已删指令删除时其 def 寄存器计数必为零）
-                //（保守"少删不错删"）。
+    while let Some(i) = queue.pop_front() {
-                let slot_escapes = inst.op == OpCode::STORE_VAR
+        if !keep[i] || label_target[i] {
-                    && matches!(inst.rd, Operand::Reg(_))
+            continue;
-                    && escaped_slot.get(r as usize).copied().unwrap_or(false);
+        }
-                if use_count[r as usize] == 0 && !slot_escapes && inst.is_pure(f) {
+        let inst = &f.insts[i];
-                    *k = false;
+        let Some(r) = inst.def_reg() else {
-                    for u in inst.use_regs() {
+            continue;
-                        use_count[u as usize] -= 1;
+        };
+        if use_count[r as usize] != 0 || slot_escapes(i, r) || !inst.is_pure(f) {
+            continue;
+        }
+        keep[i] = false;
+        for u in inst.use_regs() {
+            use_count[u as usize] -= 1;
+            if use_count[u as usize] == 0 {
+                for &d in &definers[u as usize] {
+                    if keep[d] && !in_queue[d] {
+                        in_queue[d] = true;
+                        queue.push_back(d);
                     }
-                    deleted = true;
                 }
             }
         }
-        if !deleted {
+        // 已删指令 def 寄存器的计数此时必为零，同式入队
-            break;
+        for &d in &definers[r as usize] {
+            if keep[d] && !in_queue[d] {
+                in_queue[d] = true;
+                queue.push_back(d);
+            }
         }
     }
 }
@@ -233,4 +291,51 @@ mod tests {
         assert!(keep[0] && keep[1], "nested 引用槽的写者 STORE_VAR 与源 LOAD_CONST 保留");
         assert!(!keep[2], "死 CREATE_CLOSURE 仍删");
     }
+
+    /// 长死链：五十条 MOV 链加源常量全死，断言工作队列单遍级联收敛全删至不动点
+    ///（链首常量靠"归零寄存器的定义者入队"逐环传导，钉级联不漏删）。
+    #[test]
+    fn long_dead_chain_fully_deleted() {
+        let mut f = IRFunction::new();
+        f.insts.push(Inst::load_const(Operand::Reg(0), 0)); // 0: r0 = const（源，链尾传导后删）
+        for r in 1..=50u32 {
+            f.insts.push(Inst::inst_mov(Operand::Reg(r), Operand::Reg(r - 1))); // 1..=50: r = r-1
+        }
+        f.insts
+            .push(Inst::new(OpCode::RETURN, Operand::Reg(60), Operand::None, Operand::None)); // 51
+        let mut keep = vec![true; f.insts.len()];
+
+        pass_b_dead_code(&f, &mut keep);
+        assert!(keep[0..51].iter().all(|k| !*k), "五十条 MOV 链与源常量全删至不动点");
+        assert!(keep[51], "RETURN 保留");
+    }
+
+    /// 同寄存器多定义者：两个定义者同寄存器均死时两删；一个定义者为 label 目标时
+    /// 保留、另一删（钉工作队列删除集合与迭代全扫逐位等价）。
+    #[test]
+    fn multi_definers_same_register_deleted() {
+        // 两定义者均死：同寄存器 use 计数为零，全部定义者入队两删
+        let mut f = IRFunction::new();
+        f.insts.push(Inst::load_const(Operand::Reg(1), 7)); // 0: r1 = 7
+        f.insts.push(Inst::load_const(Operand::Reg(1), 8)); // 1: r1 = 8（覆盖）
+        f.insts
+            .push(Inst::new(OpCode::RETURN, Operand::Reg(5), Operand::None, Operand::None)); // 2
+        let mut keep = vec![true; f.insts.len()];
+
+        pass_b_dead_code(&f, &mut keep);
+        assert_eq!(keep, vec![false, false, true], "同寄存器两定义者均死，两删");
+
+        // 一个定义者为 label 目标：静态判据时间不变，保活；另一定义者仍删
+        let mut f = IRFunction::new();
+        f.insts.push(Inst::load_const(Operand::Reg(1), 7)); // 0: label 目标（保活）
+        f.insts.push(Inst::load_const(Operand::Reg(1), 8)); // 1: r1 = 8（死）
+        f.insts
+            .push(Inst::new(OpCode::RETURN, Operand::Reg(5), Operand::None, Operand::None)); // 2
+        f.label_pos = vec![Some(0)];
+        f.label_count = 1;
+        let mut keep = vec![true; f.insts.len()];
+
+        pass_b_dead_code(&f, &mut keep);
+        assert_eq!(keep, vec![true, false, true], "label 目标定义者保留，另一定义者删");
+    }
 }