为什么LLVM不通过优化浮点指令？

Question

见上。我写信给样本功能：

source.ll:

define i32 @bleh(i32 %x) { 
entry: 
    %addtmp = add i32 %x, %x 
    %addtmp1 = add i32 %addtmp, %x 
    %addtmp2 = add i32 %addtmp1, %x 
    %addtmp3 = add i32 %addtmp2, %x 
    %addtmp4 = add i32 %addtmp3, 1 
    %addtmp5 = add i32 %addtmp4, 2 
    %addtmp6 = add i32 %addtmp5, 3 
    %multmp = mul i32 %x, 3 
    %addtmp7 = add i32 %addtmp6, %multmp 
    ret i32 %addtmp7 
} 

source-fp.ll:

define double @bleh(double %x) { 
entry: 
    %addtmp = fadd double %x, %x 
    %addtmp1 = fadd double %addtmp, %x 
    %addtmp2 = fadd double %addtmp1, %x 
    %addtmp3 = fadd double %addtmp2, %x 
    %addtmp4 = fadd double %addtmp3, 1.000000e+00 
    %addtmp5 = fadd double %addtmp4, 2.000000e+00 
    %addtmp6 = fadd double %addtmp5, 3.000000e+00 
    %multmp = fmul double %x, 3.000000e+00 
    %addtmp7 = fadd double %addtmp6, %multmp 
    ret double %addtmp7 
} 

为什么，当我使用

opt -O3 source[-fp].ll -o opt.source[-fp].ll -S

的同时优化功能3210得到优化，但double一个不？我预计fadd将合并为一个fmul。相反，它看起来完全一样。

这是由于标志设置不同吗？我知道i32可能对double不可行的某些优化。但是缺乏简单的不断折叠是我无法理解的。

我正在使用LLVM 3.1。

Answer 1

这是不完全正确的说，没有优化是可能的。我会去通过第几行，以显示其中转换是和不准：

%addtmp = fadd double %x, %x 

这第一行可以安全地转化为fmul double %x 2.0e+0，但实际上并不是在大多数架构优化（fadd一般为快或比fmul快，并且不需要产生常数2.0）。请注意，禁止溢出，这个操作是准确的（就像所有按2的幂进行缩放）。

%addtmp1 = fadd double %addtmp, %x 

该行可以转换为fmul double %x 3.0e+0。为什么这是一个合法的转变？因为产生%addtmp的计算是准确的，所以只有一次舍入被发生，无论这是计算为x * 3还是x + x + x。由于这些是IEEE-754基本操作，因此正确舍入，结果是相同的。什么溢出？除非另一方也如此，否则都不会溢出。

%addtmp2 = fadd double %addtmp1, %x 

这是无法合法转换为常量* x的第一行。 4 * x会精确计算，没有任何舍入，而x + x + x + x会导致两次舍入：x + x + x舍入一次，然后再次舍入x可能会舍入一次。

%addtmp3 = fadd double %addtmp2, %x 

同上这里; 5 * x会产生一个舍入; x + x + x + x + x招致三人。

唯一可能进行转换的行将替换x + x + x与3 * x。但是，子表达式x + x已经存在于其他地方，所以优化器可以轻松地选择不使用此转换（因为如果不存在，它可以利用现有的部分结果）。