assembly - 为什么窥孔优化是针对汇编代码而不是 IR 代码进行的？

Question

我不明白为什么需要窥孔优化？因为编译器足够聪明来优化代码？能否请您举一些需要进行窥视孔优化的示例？

Answer 1

窥视孔通常是针对特定目标的。
它们可能仅在目标寄存器 (RTL) 方面有意义，而不是 IR。

例如x86 xor eax, eax而不是 mov eax,0 . (What is the best way to set a register to zero in x86 assembly: xor, mov or and?)。没有理由在 IR 中执行此操作，并且在最后一刻(最终代码生成)之前执行此操作会混淆其他优化值为零的事实。对除 x86 以外的任何机器执行此操作将是一种反优化(创建错误的依赖性)。 OTOH 你不想让它太晚，否则你可能无法在设置 FLAGS 的东西之前对其重新排序，例如

  xor  eax,eax
  cmp  ecx, edx
  sete al           ; boolean 0 or 1  zero-extended to 64-bit RAX

代替

  cmp   ecx, edx
  sete  al               ; false dependency on old RAX
  movzx eax, al          ; no mov-elimination, extra critical path latency

或

  cmp   ecx, edx
  mov   eax, 0          ; less efficient instruction to leave FLAGS untouched
  sete  al              ; later reads of RAX will have partial-register stalls on P6-family

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或者作为另一个示例，x86 可以使用 LEA 乘以 3、5 或 9，以利用 2 位移位并添加 2 寄存器寻址模式。优化器知道这是一个有效的构建 block 可能很​​有用，并且旨在将事物重构为乘以 9，但实际上将乘以 10 转换为 (x * 5) * 2。对于 (x<<3) + (x<<1) 的目标，这不是您想要的方式效率更高 ( x*10 = x*8 + x*2 )。

见

• Using LEA on values that aren't addresses / pointers?
• How to multiply a register by 37 using only 2 consecutive leal instructions in x86? - 展示了一些编译有时会如何错过窥孔优化，并讨论了 imul 的权衡对比 2x lea以及现代 CPU 如何快速 imul使最多花费 2 条指令替换乘法是值得的，如果瓶颈是吞吐量而不是延迟，则只需要 1 条指令。除非你能像 LEA 那样把加法折进去……