Kompilatoroptimeringer

Kompilatoroptimeringer er transformasjoner som forbedrer kjøretid, minnebruk eller kode størrelse ved å endre mellomliggende representasjoner eller maskinkode, uten å endre programmets oppførsel. Optimering skjer under kompilering og varierer mellom språk og kompilatorer.

Kompilatorer skiller mellom maskin-uavhengige og maskinavhengige optimeringer. Maskin-uavhengige optimeringer arbeider på den mellomliggende representasjonen (IR) og inkluderer døde kode-eliminasjon, konstantfolding, konstantpropagering, felles underuttrykk-eliminering, loop-invarians og innlining. Maskinavhengige optimeringer tilpasser koden til en gitt prosessor, for eksempel registerallokering, instruksjonsplanlegging, peephole-optimeringer og vektoriserering.

Effekt og avveininger: Optimeringer kan betydelig forbedre ytelsen eller redusere kode størrelse, men de øker ofte kompilasjonstiden og kan gjøre debugging dyrere eller mer komplisert. De er ment å være semantisk trygge i henhold til språkets regler, men i praksis kan feilkilder oppstå hvis språkets definisjon inkluderer uklart oppførsel eller sideeffekter.

Optimeringsnivåer og praksis: Mange kompilatorer tilbyr nivåer som styrer aggressiviteten til optimering, for eksempel nivåer tilsvarende -O0 (ingen optimering), -O1, -O2 og -O3, samt spesialiserte moduser som -Os for størrelse. Bruken av nivået avhenger av behovet for rask bygging, debuggbarhet og kjøretidsytelse.

Moderne verktøy og kontekst: De aller fleste moderne kompilatorer bruker SSA-baserte teknikker og omfattende-optimeringsposer (passes). I tillegg har JIT-kompilatorer i dynamiske språk innebygde kjøretidsoptimeringer som kan tilpasses kjørende program. For utviklere er det vanlig å velge optimeringsnivå ved bygging og å profilere programmet for å styre hvilke optimeringer som gir best nytte.