参考
- MIT 6.172 l9
通过多轮的transformation来进行优化，passes run in predetermined order
Clang/LLVM可以report优化过程中的信息。但是很多transformation的信息并不会被打印,而且打印出来的信息比较难懂
-Rpass= -Rpass-missed -Rpass-analysis=*
大部分的优化是在IR上面的，也会有部分在IR变为assembly上。
Berkeley CS267 L2
还有
- eliminate dead code
- strength some math computation : left shift insteaf of multiply by 2
- reorder instruction to improve register reuse
- leal
原本用来计算ram address，现在被用于进行简单的数学计算
leal (,%rdi, 8), %eax
uint32_t x = n * 8;- replace the stack-allocated variable with the copy in the register
O0：argument的变量会先申请stack，存放在stack，再从stack取
O1: 直接使用argument的register来进行计算，不分配stack，不存放stack
O0: struct的信息不能都放在register上。需要先在stack上申请空间，把argument放入到stack上新分配的元素中。当使用的时候再unpack struct，从分配stack的变量中提取元素
O1：optimize individual fields of aggregate type. 不再save&unpack struct, 直接使用argument中传入的variable
compiler transform data structure to store as much as possible in registers.
- function inlining
对于很小的方程，直接inline，这样避免了funciton call overhead.
还能在inline以后，进一步进行优化(addisional transformation)，例如很多struct的pack&unpack
缺点
- recursion call无法被inline
- 无法inline另一个单独编译单元中的代码，除非使用whole-program optimization
- 增加code size
programmer控制
- always inline
- never inline
- Link-time optimization LTO
loop占用了execution的很多时间。
-
hoisting: loop-invariant code optimization (LICM)。把一些可以在loop外面计算的从loop中移出去，从而减少总的instruciton数量
-
unroll ：compiler 会帮助进行unroll，根据compiler判断的loop body资源使用情况
-
fuses loop : 从而减少control branch
-
vectorization
compiler可以分析潜在的vectorzation。
一般assembly会分为vectorization版本和非vectorization版本。之所以有两个版本是因为不确定input的pointer是否可能指向同一块内存。如果使用了restrict的话，就只有vectorize的版本
如果希望compiler分析loop来vectorize的话，需要设定i为signed type。因为unsigned type可能会overflow到0，当使用unsigned type的时候compiler不会向量化。在C中，尽管signed interger也会overflow，但是结果是undefined的，所以compiler会假设signed integer永远不会overflow。
for ( int64_t i = 0; i < n; i += 4 )
{
z[i] = a * x[i] + y[i];
z[i+1] = a * x[i+1] + y[i+1];
z[i+2] = a * x[i+2] + y[i+2];
z[i+3] = a * x[i+3] + y[i+3];
}compiler only transform code within a single file ( compilation unit )
对于每一个文件，首先生成LLVM IR，汇聚文件进行优化，然后再进行优化。
-flto # compile source code to llvm bitcode
-flto -fuse-ld=gold # gold linker to link llvm vitcode files together参考
适用于函数的声明，而不是定义。
一种编译器的进阶优化
- 开启GNU attribute
#ifndef __GNUC__
#define __attribute(x) /* NOTHING */
#endif方程return只与input相关，同时方程不会更改global memory。使用const标注方程以后使得同一input，只会计算一次。实现common-subexpression elimination
__attribute__((const))
double norm(const double*x, int n)
{
return xxx;
}指定struct按照某一个指定大小进行对齐
struct s
{
short f[3];
} __attribute__((aligned(8)));指定struct不进行内存对齐，而是尽量使用最小内存
struct
{
int a;
double b;
char c;
} __attribute__((packed));