LLVM做了什么样的优化，它的前端需要自己实现什么样的优化？

Question

注意:我注意到this question与这个问题有很大关系，所以如果你对我的问题感兴趣，你绝对应该阅读另一个问题及其答案。

我能想到OOP语言前端可以做的一些优化，比如创建临时变量来保存顺序调用的const方法的值，而不需要对相关对象的中间非常量调用，以切断函数调用，但我想不到更多。我想请大家创建一个更长的示例列表。

我问这个是因为我想创建一个小的语言作为一个宠物项目，但我不确定如何很好地研究这个主题。也许这是一个社区维基的案例？LLVM后端做的和前端应该自己做的优化的综合列表，你认为呢？

哦，我知道不同的前端可能有非常不同的需求，但我的重点是过程化/OOP语言。

Answer 1

这可能会因语言的不同而有很大不同。clang (C/C++)能够在前端做很少的优化工作。为了提高生成代码的性能，我能想到的唯一优化就是clang在前端对C++方法进行了一些去虚拟化。clang还做了一些其他优化，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，而不是为了提高生成代码的性能。

编辑：实际上，再想一想，我刚刚想起了clang为C++做的一个更重要的优化: clang知道一些技巧来省略C++ (google for NRVO)中的复制构造函数。

在某些情况下，特定于语言的IR优化过程可能很有用。有一个SimplifyLibCalls过程，它知道如何优化对C标准库的调用。对于新的Objective-C ARC语言特性，clang将一些特定于ARC的过程放入管道中；这些过程优化了对各种Objective-C运行时函数的调用。

一般来说，只有当代码具有无法编码到IR中的属性时(例如，C++对象具有恒定的vtable指针)，在前端实现优化通常才有帮助。在实践中，您很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情况。优化器可以进行一些令人惊讶的复杂转换。

另请参阅http://llvm.org/docs/tutorial/LangImpl7.html；适当使用alloca是对优化器有很大帮助的一件事，尽管它本身并不是真正的优化。

Answer 2

有很多很多的优化，它们只需要LLVM使用的SSA form中保存的信息。SSA提供了从控制流、数据流的角度进行分析的许多可能性。

另一方面，LLVM语言是RISC语言，因此丢失了大量的高层信息。

所以answer是这样的:前端能够进行优化，这些优化需要在转换为后丢失的信息。我脑海中浮现的例子如下：

• 首选分支优化，一些例子是
  • lang。像声明首选分支这样的扩展(在Linux内核中，一些分支被标记为几乎总是抛出并捕获exceptions
  • co-routines实现和依赖项information

的executed)

• implementation

​

按指数增长的

• optimisations (如循环-取消切换增长代码大小)，可能需要根据高级信息应用于特定位置。-可能来自源代码(front-end).
• language特性(可能是反射或其他东西)，这些特性被转换为“多指针”(比如指向指针的指针...)互连结构，这在低级可能很难猜测-就像在低级，所有看起来都像数组访问，而它可能在高层有一些限制，这可能有助于optimisations.
• complex函数的实现，这取决于可用的硬件。让我们举几个例子:矩阵乘法，FFT变换(压缩和解压缩算法)，大数算术等等。根据底层硬件的不同，它的实现方式可能会有所不同，以实现最高性能。在将东西转换成LLVM之后，可能会非常-非常-非常昂贵(在计算复杂性方面)更改实现，使其更适合于可用的硬件。这就是为什么在编译成lower-level.

时应该由前端做出决定

这些只是一些想法，一个希望，显示出可能涉及的某种乐观情绪。