LLVM做了哪些优化以及它们的前端需要实现哪些优化？

Question

注意：我注意到this question与此问题有很多关系，所以如果你对我的问题感兴趣，你一定要读到其他人及其答案。

我可以想到OOP语言前端可以做的一些优化，例如创建临时变量来保存来自顺序调用的const方法调用的值，而不需要对相关对象进行中间非常量调用，以切断函数调用，但我想不出更多。我想请人们创建一个更长的例子列表。

我问这个是因为我想创建一个小语言作为宠物项目，我不知道如何很好地学习这个主题。也许这是社区维基的案例？一个完整的LLVM后端优化列表以及前端应该自己完成，你怎么看？

哦，我知道不同的前端可能有不同的需求，但我的重点是程序/ OOP语言。

Answer 1

这可能因语言的不同而有很大差异... clang（C / C ++）能够在前端的优化方面做得很少。我能想到的唯一优化就是生成代码的性能，就是clang在前端做了一些C ++方法的虚拟化。 clang做了一些其他的优化，比如常量折叠和死代码消除，但这主要是为了加快编译时间，而不是为了生成代码的性能。

编辑：实际上，考虑一下，我只记得一个更重要的优化clang为C ++做的事情：clang知道一些技巧来消除C ++中的复制构造函数（google for NRVO）。

在某些情况下，语言特定的IR优化传递可能很有用。有一个SimplifyLibCalls传递，它知道如何优化对C标准库的调用。对于新的Objective-C ARC语言功能，clang将一些特定于ARC的传递放入管道中;那些优化了对各种Objective-C运行时函数的调用。

通常，在代码具有无法编码到IR中的属性（例如，C ++对象具有常量vtable指针）时，在前端实现优化通常很有用。实际上，您最有可能希望首先实现哑代码生成，并查看是否存在未优化的重要案例。优化器可以进行一些令人惊讶的复杂转换。

另见http://llvm.org/docs/tutorial/LangImpl7.html;适当地使用alloca是有助于优化器的一件事，尽管它本身并不是一个优化。

Answer 2

有许多优化需要的信息与LLVM使用的SSA form中保存的信息一样多。 SSA在控制流，数据流方面提供了很多分析的可能性。

另一方面，LLVM语言为RISC，因此丢失了许多高级信息。

所以回答是：前端能够进行优化，需要在转换为SSA后丢失的信息。我想到的例子：

• 首选分支优化，一些例子
  • 琅。像声明首选分支的扩展（在Linux内核中，一些分支被标记为几乎总是被执行）
  • 实施抛出和捕获异常
  • 协同例程实现和依赖性信息
• 指数级增长的优化（如loop-unswitch增长代码大小）可能需要根据高级别信息应用于特定位置。 - 可能来自源代码（前端）。
• 语言特征（可能是反射或其他）被转换为“多指针”（如指针指针......）相互关联的结构，在低级别上可能难以猜测 - 如在低级别上，所有这些都可能看起来像数组访问，而它可能在高级别上有一些约束，可能有助于优化。
• 根据可用的硬件，可能会以不同的方式实现复杂功能。让我们举几个例子：矩阵乘法，FFT变换（压缩和解压缩算法），大数字算法等等......根据底层硬件，它可能以不同的方式实现，以实现最大性能。在将内容翻译成LLVM之后，可能非常非常昂贵（在计算复杂性方面）更改实现更适合于可用硬件。这就是为什么在编译到较低级别时应该由前端做出决定。

这只是一些想法，一种希望，显示出可能涉及的一些优化。