Question

根据GCC手册，-fipa-pta优化确实：

-fipa-pta：执行过程间指针分析和过程间修改和参考分析。此选项可能导致过多大型编译单元的内存和编译时用法。它不是在任何优化级别默认启用。

我假设GCC试图根据过程中使用的指针和引用来区分可变数据和不可变数据。具有更深入GCC知识的人能解释-fipa-pta的作用吗？

Answer 1

我认为“interprocedural”这个词是关键所在。

我并不熟悉gcc的优化器，但之前我一直致力于优化编译器。以下是有点推测的;拿一小块盐，或与知道gcc内部的人确认。

优化编译器通常仅在每个单独的函数（或子例程或过程，取决于语言）内执行分析和优化。例如，给定代码就像这个人为的例子：

double *ptr = ...;

void foo(void) {
    ...
    *ptr = 123.456;
    some_other_function();
    printf("*ptr = %f\n", *ptr);
}

优化程序无法确定调用*ptr是否更改了some_other_function()的值。

如果启用了过程间分析，则优化程序可以分析some_other_function()的行为，并且可能能够证明它无法修改*ptr。鉴于此类分析，它可以确定表达式*ptr仍必须评估为123.456，原则上它甚至可以用printf替换puts("ptr = 123.456");调用。

（事实上，对于与上面的代码段类似的小程序，我使用-O3和-O3 -fipa-pta获得了相同的生成代码，所以我可能会遗漏一些内容。）

由于典型程序包含大量函数，并且巨大可能的调用序列，因此这种分析可能非常昂贵。

Answer 2

引用自 this article：

“-fipa-pta”优化在分析时考虑了被调用函数的主体，因此编译

void __attribute__((noinline))
bar(int *x, int *y)
{
  *x = *y;
}

int foo(void)
{
  int a, b = 5;
  bar(&a, &b);
  return b + 10;
}

with -fipa-pta 让编译器看到 bar 没有修改 b，编译器通过将 b+10 改为 15 来优化 foo

int foo(void)
{
  int a, b = 5;
  bar(&a, &b);
  return 15;
}

一个更相关的例子是“Integer division is slow”博文中的“慢”代码

std::random_device entropySource;
std::mt19937 randGenerator(entropySource());
std::uniform_int_distribution<int> theIntDist(0, 99);

for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
  volatile auto r = theIntDist(randGenerator);
}

使用 -fipa-pta 编译它使编译器看到 theIntDist 在循环中没有被修改，因此内联代码可以像“快速”版本一样被常量折叠 - 结果它运行快四倍。

简而言之，GCC选项-fipa-pta做什么？

2 个答案: