简而言之，海湾合作委员会选项 -fipa-pta 有什么作用?

What, in short words, does the GCC option -fipa-pta do?

本文关键字：-fipa-pta 什么 作用 选项 委员会 简而言之      更新时间：2023-10-16

根据GCC手册，-fipa-pta优化确实：

-fipa-pta：执行过程间指针分析以及过程间修改和引用分析。此选项可能会导致过度 大型编译单元上的内存和编译时使用情况。它不是 默认情况下在任何优化级别启用。

我假设 GCC 试图根据过程中使用的指针和引用来区分可变和不可变的数据。具有更深入的海湾合作委员会知识的人可以解释-fipa-pta做什么吗？

我认为"过程间"这个词是这里的关键。

我对 gcc 的优化器不是很熟悉，但我以前曾致力于优化编译器。以下有些推测;用一小粒盐服用，或与了解GCC内部结构的人确认。

优化编译器通常仅在每个单独的函数(或子例程或过程，取决于语言)中执行分析和优化。例如，给定如下代码人为示例：

double *ptr = ...;
void foo(void) {
...
*ptr = 123.456;
some_other_function();
printf("*ptr = %fn", *ptr);
}

优化程序将无法确定*ptr的值是否已通过调用some_other_function()而更改。

如果启用了过程间分析，那么优化器可以分析some_other_function()的行为，并且它也许能够证明它不能修改*ptr。给定这样的分析，它可以确定表达式*ptr仍然必须计算123.456，原则上它甚至可以用puts("ptr = 123.456");替换printf调用。

(事实上，使用类似于上述代码片段的小程序，我得到了相同的生成代码，带有-O3和-O3 -fipa-pta，所以我可能错过了一些东西。

由于典型的程序包含大量函数，以及大量可能的调用序列，因此这种分析可能非常昂贵。

如本文所引：

"-fipa-pta"优化在进行分析时会考虑被调用函数的主体，因此编译

void __attribute__((noinline))
bar(int *x, int *y)
{
*x = *y;
}
int foo(void)
{
int a, b = 5;
bar(&a, &b);
return b + 10;
}

使用 -FIPA-PTA 使编译器看到 bar 不修改 b，编译器通过将 b+10 更改为 15 来优化 foo

。
int foo(void)
{
int a, b = 5;
bar(&a, &b);
return 15;
}

一个更相关的例子是"整数除法很慢"博客文章中的"慢"代码

std::random_device entropySource;
std::mt19937 randGenerator(entropySource());
std::uniform_int_distribution<int> theIntDist(0, 99);
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
volatile auto r = theIntDist(randGenerator);
}

使用 -fipa-pta 编译它会使编译器看到 theIntDist 在循环中没有被修改，因此内联代码可以以与"快速"版本相同的方式常量折叠 - 结果是它的运行速度提高了四倍。

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