使用LLVM-gcc或gcc进行部分评估/专业化

我对c/C++（不包含像C++中的模板参数）的（部分）编译时评估充满信心。让我们考虑下面的情况下（从[1]取）：使用LLVM-gcc或gcc进行部分评估/专业化

double mypower(double x, int n) { 
    int i; 
    double ret = x; 
    for (i = 1; i < n; i++) { 
    ret *= x; 
    } 
    return ret; 
}

然后调用此函数中的某处代码：

mypower(x,3); // y varies all the time,

然后，编译器可以优化该（例如循环展开）。我使用的一些经常使用的函数可以从该优化中受益（通过手动创建专用函数进行测试）。演示文稿[1]描述了一个过程，在该过程中函数被搜索并被函数的专用版本取代。这似乎工作。但它似乎并不普遍，代码需要写入应该替换的功能。

该演示文稿似乎是从2008年，我找不到比这个来源更多的信息。那么从那以后有什么改进？我更喜欢某种自动操作，对于可能由属性语法控制的所有功能（例如__attribute__(peval) ...），自动操作都是这样。进一步，我希望为面向对象的代码工作，为不同的对象创建专用类（[2]似乎表明这是不可能的）。

另外，我想这个专业化不仅适用于在代码中找到的常量。我想编译成LLVM IR（字节码）的程序可以做到以下几点：

期间初始化阶段期间，在解释的初始化阶段运行PROGRAMM，该程序可以从文件中读取一些配置。初始化后解释器停止。
从那时起，一些变量（包括成员变量）被修复。提取这些变量（例如，在编译过程中用属性标记）。
创建专门的函数和类。将这些克隆到字节码中。
运行JIT以创建本机机器码。

这是我要求的很多，只有很少的计算密集型程序会从这样的优化中受益。但有些人必须在这方面努力。我可能只是不知道正确的搜索条件来提供谷歌。

注意：请不要使用非类型参数或手动专业化建议模板类，我已经这样做了。我只是喜欢编译器为我做的工作。

链接：

[1] Presentation how to partial evaluate in LLVM

[2] Forum message about partial evaluation

来源

2011-03-03 Niggler88

有点相关：http://stackoverflow.com/questions/2940367/what-is-more-efficient-using-pow-to-square-or-just-multiply-it-with-itself/2940800#2940800 – 2011-03-03 20:59:28

这在很大程度上是在间优化的竞技场。 llvm有其中的一些，尤其是IP常量传播，这只有在翻译单元中的所有呼叫站点使用mypower（x，3）时才有所帮助。你所描述的是可能的，但还没有真正完成。改善IPCP通行证是你想要做的 - 通过在特定的呼叫站点克隆和专门化一个功能。如果你有足够的翻译单元，这可能会导致一些非常大的代码膨胀，这就是为什么人们没有真正考虑过这样做。

当您可以查看程序中的所有调用时，这可能会在LTO级别使用更多。

来源

2011-03-21 21:46:48 echristo

您可以使用源到源转换来执行此操作。

我们的DMS Software Reengineering Toolkit可以用来实现这一点。 DMS使用显式语言定义将源代码解析为AST，将AST再次打印回源代码，提供各种符号表，控制/数据流功能以及提供转换功能，以便构建自定义源代码转换器。 DMS有many front ends for differenct languages，包括带有完整预处理器的C和C++。

要使用DMS完成您的任务，您需要使用C语法分析器来解析系统中的所有代码（因为您必须检查所有呼叫站点是否存在任何部分特化）。您需要定义一种方法来指定您希望的部分评估;正如你所建议的，一种方法是编写一个带有与常量绑定的参数的函数调用，但是您可以将其推广到绑定到任意表达式的参数。 DMS的模式解析器可以解析这样的规范，它可以处理任意的语言非终结符，例如函数调用： - }您需要将这些规范停放在某处;也许作为附加的外部文件，或作为评论在或正在讨论的呼叫站点附近。

使用partial-eval规范的解析，您需要查找函数调用名称以确定感兴趣的实际函数;它在这个源码堆栈中的某个地方，符号表将使这个很容易找到。给定一个具有专业化的调用站点，可以复制所标识函数的AST并替换参数;可能只使用少量的转换，但您必须留意捕捉通过专用函数内的词法作用域进行的争论。绕过这可能需要额外的转换。在确定指定函数的新名称和缩短参数列表之后，您需要在原函数定义站点附近重新插入AST，适当修改调用站点，然后吐出修改后的AST。无论你想添加额外的变换来展开特殊情况下的循环，还是其他你感兴趣的东西，都是实用的。

已使用DMS对C和C++代码进行大规模转换;这看起来“技术上”很容易。有一个小问题就是熟悉像DMS这样的工具;那里有一个公平的学习曲线。

来源

2011-03-24 02:22:07

使用LLVM-gcc或gcc进行部分评估/专业化

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