編譯器代碼優(yōu)化

PAGE2

inta[25][25],…a[i][j]=…a[i][j]=a[i][j]= 一.優(yōu)化所涉及的源程序的范圍—基本塊內(nèi)優(yōu)化；——5—目標(biāo)代碼生成前的優(yōu)化；5BeforeBeforeAfterX+2*Beforee+fe+

Afterx=e+f 3.LoopinvariantcodeBeforeb=for(i=0;i<3;i++)d[i]=2*b+1;

Afterb=z=2*b+for(i=0;i<3;i++)=zBeforeBefore AfterJump-to-jumpBeforeifelsegotoJ1;J1:gotoJ2;

AfterifgotoDeadcodeBeforecharif(c>300)a=1;a=2

Aftera=FunctionBefore AfterintCheck(int{return}voidmain({if(check(y))

voidmain({if(y>10}}Looptransformation-simple Csourcecodeinttable[100];step=1;for(i=0;i<100;i+=step)table[i]=0;beforei=L1:t1=i*4;=if(i<100)goto

afteri=t1=i*L1:table[t1]=0t1=t1+4;if(i<100)gotoLooptransformation-dynamicCsourcestep=for(i=0;i<MAX;i+=step)=beforeoptimizationstep=step_table[1];i=0;L1:t1=i*table[t1]=0;i=i+step;if(i<MAX)goto

afteri=step=t1=i*t2=step*2;L1:table[t1]=0;t1=t1+t2;i=i+step;if(i<MAX)gotoLooptransformation-composedCsourceinttable[0]=table[11]=table[0]=table[11]=table[22]=table[99]=beforei=0;j=t1=i*10;L1:t2=t1+t3=t2* /*addresstable[t3]=i;i=i+1;t1=t1+j=j+if(j<10)goto

i=0;j=t1=1*t2=t1+j;t3=t2*Repeat10table[t3]=i;i=i+1;t3=t3+PAGE20根據(jù)基本塊的結(jié)構(gòu)特點，它的入口語句⑵由條件轉(zhuǎn)移語句或無條件轉(zhuǎn)移語句轉(zhuǎn)⑶緊跟在條件轉(zhuǎn)移或無條件轉(zhuǎn)移后面的所屬的基本塊。即：⑴由該入口語句直到下一個入口語句（不包含下一個入口語句）之間的所有語句構(gòu)成一⑵由該入口語句到下一轉(zhuǎn)移語句（含該轉(zhuǎn)移語句）之間的所有語句構(gòu)成一個基本塊；或到程序中的停止或暫停語句（包含該停止或暫 234567PAGE24 Step2:對求出的每一個入口語句構(gòu)造相應(yīng)Step3:凡不屬于某一基本塊中的語句，皆G=(N,E,n0N：是流圖的所有的結(jié)點組成的集合。流圖設(shè)有結(jié)點i到結(jié)點k(或說從結(jié)點i到結(jié)點k由有向邊Ei相連)可表示為：iik①基本塊k在流圖中的位置緊跟在基本塊i之后，且基本塊i的出口語句不是無條igotos)if...goto(s)(s)k 234567 ①read②read③R=x/ ④ifR=0gotox=⑤x=x=⑥y=⑦goto⑧write ⑨DAG（DirectedAcyclicGraph）設(shè)G是由若干結(jié)點構(gòu)成的有向圖，從結(jié)點ni到結(jié)點nj的有向邊用ni→nj表示。①若存在有向邊序列ni1→ni2→…→nim，則稱結(jié)ni1與結(jié)點nim之間存在一條路徑，或稱ni1與nim是連通的。路徑上有向邊的數(shù)目為路徑的長度；②如果存在一條路徑，其長度≥2，且該路徑起每個基本塊都可以用一個DAG表示，稱為基本塊①葉結(jié)點用標(biāo)識符或常量作為其惟一的標(biāo)記，②內(nèi)部結(jié)點用運算符標(biāo)記，同時也表示計算的③各結(jié)點上可以附加一個或多個標(biāo)識符，附加2828例8.3–

+ba,d 01 23 41

常見四元式與DAG結(jié)點對應(yīng)關(guān)系P226 A=BopC (op,B,C,A) ifBropCgotos(jrop,B,C,(s)Aop op,B, A B, AB31 31 輸入：一個基本塊iiDAG：[1].[2].[3]. [4]. 3，則令：NODE(B)=n，即葉子結(jié)2，轉(zhuǎn)[2]1，如果NODE(C)無定義，則建立PAGE34NODE(B)是標(biāo)記為常數(shù)的葉子結(jié)點，則轉(zhuǎn)②如果NODE(B)和NODE(C)都是標(biāo)記為常數(shù)的葉opB(即常量合并)，設(shè)得到的新常數(shù)為P。如果NODE(B)是處理當(dāng)前四元式時新建立的結(jié)點，則刪除它。如果NODE(P)無定義，則建立一標(biāo)記為P的葉子結(jié)點，令NODE(P)=n，轉(zhuǎn)[4]。④執(zhí)行BopC(即常量合并)，設(shè)得到的新常數(shù)為P。如果NODE(B)或NODE(C)是處理當(dāng)前四元式時新建立的結(jié)點，則刪除它。如果NODE(P義，則建立一標(biāo)記為P的葉子結(jié)點，令NODE(P)=n①檢查DAG中是否有一結(jié)點，其唯一后繼為NODE(BOP如果沒有，則建立該結(jié)點，并令NODE(OP)=n；否則，為了敘述方便，也認(rèn)為NODE(OP)=n。轉(zhuǎn)DAG中是否有一結(jié)點，其左后繼為，右后繼為NODE(C)且標(biāo)記為OP(即查找公共子表達(dá)式)。如果沒有，則建立該結(jié)點，并令NODE(OP)=n；否則，為了敘述方便，也認(rèn)為如果NODE(A)無定義，則把A附加在否則，先把A從NODE(A)結(jié)點的附加標(biāo)識符集中刪除(如果NODE(A)是葉子結(jié)點，則其標(biāo)記A不刪除)，把A附加在結(jié)點n的右邊，并令NODE(A)=n。 2*R+rT1*T22*R+rT3*T4

P228例PAGE39⑴T0=⑵T1=2*⑶T2=⑷A=T1* n5+ ⑴T0=⑵T1=2*⑷⑸A=T1⑷⑸A=T1*B=⑹T3=2*⑺T4=⑻T5=T3*⑼T6=R-⑽B=T5*

6 86578657–234 PAGE44

定義8.3n0出發(fā)，到達(dá)nj的任何一條通路都必經(jīng)過ni，則稱ni是nj的必經(jīng)結(jié)點，記作niDOMnj。 自反性：aDOMa傳遞性：如果aDOMb，bDOMc，則有：aDOMc。反對稱性：若有aDOMb，bDOMa，則有：a=b。 D(1)=D(2)=D(3)={1,2,D(4)={1,2,D(5)={1,2,4,D(6)={1,2,4,D(7)={1,2,4,定義8.5（回邊設(shè)a→b是流圖G中一條有向邊，如果bDOMa，則稱a→b是流圖G中的一條回邊。記作<a,b>。例8.5流圖中存在有向邊6→6，7→4和4→2。 D(6)={1,2,4,6則6D(7)={1,2,4,7則4D(4)={1,2,4則24849若<n,d>是一回邊，則由結(jié)點d、結(jié)點nnd的所有<6,6>loop={6<7,4>loop={4,5,6,7<4,2>loop={2,3,4,5,6,7PAGE51.實施

.循環(huán)優(yōu)化

采集一.為了進(jìn)行循環(huán)優(yōu)化和全局優(yōu)化，編譯程PAGE54點 x=a*b+c; readx;x獲得值的中間代碼的位置d，稱為x的定值點。例如di：xdj：read

x的中間代碼的位置d，稱為變x的引用點。dji dki設(shè)有流圖G，變量AGdpd通路到達(dá)p且該通路上沒有對變量A進(jìn)行 <A>—對變量A的引用A—對變量AAp:

變量Ad的定值到達(dá)點

= = = PAGE61定義8.6（ud鏈P引用了變量A的值，則把GPA為A在引用點P的引用-定值鏈（即ud鏈）。 即某變量A在點d的引用的ud鏈，是AdAd注銷掉 在程序中對某變量A在點P進(jìn)行定值，如果存在一條從P開始的通路，其中引用了APA在點P是活躍的，否則稱變量A在點P是死亡的。定義8.7（du鏈假設(shè)在程序中某點P對一個變量A定A的引用點的全體A在定值點P的定值-引用鏈（即du 63A63d-du={d1,d2 ={dj+1,={di,dj+1,

tttt={dj,dk ={dk+2,dj,dkPAGE67 out[B]=gen[B]∪(in[B]–kill[B] 后（每個基本塊Bi的有關(guān)信息利in[B 前（每個基本塊Bi的有關(guān)信息利PAGE71IN(BiBi入口點OUT(BiBi出口點后，所有變GEN(Bi)：BiBi出口之后所達(dá)Bi結(jié)束點的定值）。

IN(B)= P∈P(B) 12345674512763725①如果某定值點d在IN(B)中，而且被d定值的變量在B中未被重新定值，則d也在OUT(B)中；②如果定值點dGEN(B)中，則它一定在而對于IN(B)，則可知，某定值點d到達(dá)基本 for(i=1;i<=N;i++{IN[Bi]=Φ; /*IN[Bi]和OUT[Bi]的迭代初值}change=―真 change：相繼2次迭代所得的IN[Bi]之值不等則為―真，whilechange 需要繼續(xù)迭代；若相等，則迭代過程結(jié)束，值為― change=―for(i=1;i<=N;i++ NEWIN=∪out[P]; /*P∈Pred(Bi)。求B的前驅(qū)塊的OUT的并*/if(NEWIN!=IN[Bi] /*NEWIN記錄每次迭代后IN[Bi]的新值 =―真”; OUT[Bi]=GEN[Bi]∪(IN[Bi]-}}}}}若在基本塊B中，某變量A的引用點u之前有A的定值點dd點A的定值能到達(dá)u，則Auudnrl5btl；若在基本塊B中，某變量A的引用點u之前無A的定值點，則包含在IN[B]中的全部A的定值點均可到達(dá)點uIN[B]中的這些A的定值點組成Auud鏈。x+yPP算x+y，并且在最后一個x+y到P之間未對x或y定值，則表達(dá)式x+y在點P可用。xyB2中沒有對變量iB2中沒有對變量iB2中對變量i定值B2中對變量i定值Out[B]=in[B]–kill[B] in(B)=∩ 設(shè)in(B0)= 7979INL(B)=OUTL(B)–DEFL(B)∪USEL(B) OUTL(B)=∪ OUTL(B)B的出口點PAGE81

∴ 代碼外提就是將循環(huán)中的不變運算提到這里所指的不變運算，是指與循環(huán)執(zhí)行次數(shù)無關(guān)的運算，或不受循環(huán)控制變量影響84例如，設(shè)循環(huán)L84 A= I=1；L1:B=J+C=B+A=C+ifI=100gotoL2I=I+1gotoL2:PAGE87<B,B>loop={B，B B=J+1JJ B2查找循環(huán)中的不變運算；（X1）實施代碼外提；（X2）依次查看L如果其中的每個運算對象為常數(shù)或定值點在L之外（根據(jù)ud鏈判斷），將該語句標(biāo)記為依次查看未被標(biāo)記為“不變運算”的語句，如果其運算對象為常數(shù)或定值點在L外，或只有一個到達(dá)-定值點且該點上的語句已標(biāo)記為“不變運算”，則將被查看的 SABopC或A=opB或AB，①（iii）L中所有AS②A在離開L后不再是活躍的，且條件①的在L的任何出口結(jié)點的后繼結(jié)點（指不屬于LL的前置結(jié)點中。但若S中的運算對象（B或C）是在L中定值的，那么，只有當(dāng)這些定值語句都提到前置結(jié)點中后，才可把S也外提。

ifu<vgotoB3

L={B2,B3,B4v=v-ifv<=20goto

B5，A **LA不止一次定值情況下，i阻擋將A=3外B5時，A

A= ifu<vgotoA=ifv<=20gotoj= ***L中所有A的引用點只有語句S中A的定值

ifu<vgoto B4時，A的

k=AA=2;v=v-ifv<=20goto= I=I=T=K*IK1T=T±

98II=I±C式的賦值，其中CI如果I是循環(huán)中一個基本歸納變量，變量J在循環(huán)中的定值總可化為I的同一線性函數(shù)的形式：J=C1*I±C2，其中：C1、C2是循環(huán)不變量，則稱J是歸納變量，稱J與I同族。 PAGE102 (W1：查找歸納變量step2：尋找L中只有一個定值的K（歸納K=J*C;K=C*J;K=J/C;K=J±C;J是基本歸納變量，KJ族中；K、J同族}J是歸納變量，J∈K族，K、J、I同族 LJ的惟一定值和對K的定值間沒有對I的定值；**找出一族歸納變量，可以變換計算歸納變量的指令（*→+） (