Generierung lokaler Optimierungen - IPD Snelting

1 Einführung
Die Arbeit eines Übersetzers unterteilt sich in die Analyse des zu übersetzenden Quellprogramms
und die Synthese in das gewünschte Zielprogramm. Der Übergang zwischen
den beiden Phasen erfolgt in der Regel über eine Zwischendarstellung des Programms in
einer maschinenunabhängigen Form, woraus im Anschluss das maschinenabhängige Zielprogramm
erstellt wird. Wesentlich für die Effizienz des erzeugten Zielprogramms sind
Optimierungen, also Transformationen der Zwischen- oder Zieldarstellung die während
der Optimierungsphase vom Übersetzer vorgenommen werden.
Grundlegend lassen sich globale und lokale Optimierungen unterscheiden. Während globale
Optimierungen eine Vielzahl von Informationen berücksichtigen und sich in der
Regel über mehrere Grundblöcke erstrecken, berücksichtigen lokale Optimierungen nur
wenige Anweisungen. In dieser Arbeit werden ausschließlich lokale Optimierungen betrachtet.
Lokale Optimierungen gibt es sowohl für die Zwischendarstellung als auch für die Zieldarstellung.
Letztere ermöglicht oft zusätzliche maschinenabhängige Optimierungen, wie das
Ausnutzen von Flags ( Überlaufbit, Übertragsbit, etc.), die vom Statusregister eines Prozessors
bereit gestellt werden, oder die Verwendung von Spezialbefehlen. Die erzielbare
Verbesserung durch lokale Optimierung ist abhängig davon, wie viele lokale Optimierungsmöglichkeiten
im Code vorhanden sind, wie viele davon durch den Übersetzer gefunden
werden und ob die verwendeten Ersetzungsregeln die optimale Zieldarstellung
erzeugen oder lediglich eine Verbesserung erreichen. Da es sich bei lokalen Optimierungen
in heutigen Übersetzern meist um handgeschriebene Ersetzungsregeln handelt, ist
die Anzahl der auffindbaren Optimierungen von den Kenntnissen des jeweiligen Entwicklers
abhängig. Eine Optimierung kann nur gefunden und genutzt werden, wenn sie
zum einen bekannt und zum anderen berücksichtigt wird.
1.1 Zielsetzung der Arbeit
Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Verfahrens, welches in der Lage ist,
mittels automatischer Mechanismen, systematisch Ersetzungsregeln zur lokalen Optimierung
zu generieren. Hiermit soll es möglich sein, Entwicklern eine Auflistung an die
Hand zu geben, in der alle lokalen Optimierungen bis zu einer festen Größe enthalten
sind. Insbesondere sollen auch Konstanten berücksichtigt werden. Die Korrektheit der
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