compiler-construction - 为什么 Julia 编译器不优化这个循环？

Question

我对编译知之甚少，但我很惊讶地发现 Julia 编译器没有优化多个进程。

让我们考虑一下 Julia(它是一个即时编译器)，让我们考虑一下执行基本相同操作的这两段代码。

n=1
@time for i = 1:10^8 n=n+1 end
elapsed time: 3.535394087 seconds (0 bytes allocated)

n=1
@time n=n+10^8
elapsed time: 6.599e-6 seconds (112 bytes allocated)

为什么现代编译器无法理解这个长循环除了将 10^8 添加到 n 之外什么都不做？

我觉得下面这个例子更引人注目

n=1
@time for i = 1:10^9 n=n end
elapsed time: 3.496573198 seconds (0 bytes allocated)

Answer 1

这是在全局范围内执行时的一个问题，并且与在类型可能发生变化的条件下进行优化有关，但在适当的情况下，情况会发生变化。将计算限制在一个函数内允许编译器做更多的事情。考虑同样的事情，但在函数中。

function f(n::Int64)
   x = 0;
   for i = 1:n
      x = x + 1;
   end
   return x;
end


julia> @time f(100)
elapsed time: 2.93e-6 seconds (80 bytes allocated)
100

julia> @time f(Int64(1e11))
elapsed time: 4.632e-6 seconds (112 bytes allocated)
100000000000

通过使用 code_native 检查编译器输出，您可以看到循环已被优化

julia> code_native(f,(Int64,)) 

Source line: 6
    push    RBP
    mov RBP, RSP
    test    RDI, RDI
    jg  L15
    xor EDI, EDI
Source line: 6
L15:    mov RAX, RDI 
    pop RBP
    ret