Optimization 编译器优化问题 编译器消除重复子表达式重新计算的一些方法是什么？如何跟踪子表达式？如何识别重复出现的问题 除了使用逐位运算符外，常见编译器使用的强度降低技术有哪些

我相信许多编译器使用SSAPRE（静态单赋值部分冗余消除）来消除重复表达式。这就需要代码在其中，允许进行更多的优化

我不是很确定，但是看看。是编译器的优化IR，通常比GCC更快。每个过程都有一个小的解释。如果需要更多信息，请查看LLVM源代码以了解这些过程。它是用C++编写的，但是非常干净易懂。

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编辑：顺便说一下，如果您正在开发编译器，我强烈推荐LLVM，它非常易于使用并生成高度优化的代码。

对于1，您正在寻找的优化名称是公共子表达式消除（common subexpression elimination，CSE）。根据您的表现，这可能相当容易。通常，编译器会有一些程序的中间表示，其中操作会被尽可能地分解并线性化。例如，表达式

c=a*b+a*b

可以分解为：

v1 = a * b
v2 = a * b
c = v1 + v2

因此，通过寻找具有相同运算符和操作数的操作，可以在非常低的级别上执行CSE。当您遇到一个重复的实例（在本例中为v2）时，您将用原始实例替换它的所有实例。因此，我们可以将上面的代码简化为：

v1 = a * b
c = v1 + v1

这通常假设每个变量只分配一次（单个静态分配形式），但您可以实现类似的内容，而不受该限制。当您尝试跨分支执行此优化时，这会变得更加复杂。正如Zifre提到的，研究部分冗余消除

无论哪种方式，您都会得到一些基本的改进，您需要跟踪的只是基本表达式。您可能想更进一步，寻找算术恒等式。例如，

a*b

与

b*a

相同。另外，

x*（y+z）=x*y+x*z

。这会使您的优化更加复杂，而且不清楚它是否会给您带来如此多的性能改进。有趣的是，CSE优化的大部分好处来自于地址计算，比如数组访问，并且您不需要像上面那样的复杂身份

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对于2，什么样的强度降低是有用的实际上取决于您编译的体系结构。通常这只是将乘法和除法转换为移位、加法和减法

我强烈推荐关于这些主题的两份印刷参考文献：

史蒂文·S·穆奇尼克

罗伯特·摩根

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Muchnick的书是正式的，但可读性很强，对所有重要的优化技术都有很好的描述。摩根的这本书有着更多的亲身体验，将是一个专注于优化技术的编译器项目的良好基础。这两本书都没有太多关于词法分析或句法分析的内容，这些主题的知识都是假定的。

要在推荐书列表中再增加一本书，请查阅亨利·S·沃伦的著作。这是一本优化常见运算的技术精粹，例如将整数除法转换为乘法。

您正在寻找部分冗余消除（PRE）。CSE（来自其他答案）和循环不变代码运动都包含在PRE中。（PRE的一个变体是惰性代码运动，我认为这是最佳的）

看看，这似乎很好地描述了这些技术

不要使用SSAPRE。此外，这需要一种特殊形式的SSA，称为HSSA，它有几个缺点：

• 这相当复杂
• 它需要全局值编号（因此SSAPRE不提供值编号，因为它预期已经存在）
• 如果您的语言不支持指向堆栈变量的指针，那么它不会提供任何东西（如果它支持，请停止编写您自己的分析并使用LLVM或gcc）
• gcc使用HSSA有一段时间了，但他们已经不再使用了
• LLVM曾用它做过实验，但他们似乎不再使用它了

编辑：

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穆奇尼克的书有一个详细的描述，另一个答案与之相连。

哇，谢谢。这些链接真的很有帮助。绝对同意LLVM。我们在我的研究小组中使用它。太好了，不要推荐SSAPRE。它需要HSSA，而您的编译器几乎肯定不会提供HSSA。如果重复的HSSA不在同一个表达式中怎么办？例如x=a*b，下面某处y=a*b。有什么方法可以检测出重复的a*b吗？这是重复的。在这种情况下，您将用x替换y的所有未来用法。您应该将此问题分为两部分，并修复标题。（我还没有权力）。你知道为什么GCC已经离开HSSA，为什么LLVM决定不使用它吗？当前版本的GCC（7.0）使用

VDEF

和

VUSE

标记变量，这在我看来类似于HSSA。你知道他们是否有亲戚关系吗？对不起，已经很久了，我没有参与。我真的不记得这件事了：（。