这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的的第4篇笔记

1.编译器结构

• 分析部分（前端front end)

  • 词法分析，生成词素(lexeme)
  • 语法分析，生成语法树
  • 语义分析，收集类型信息，进行语义检查
  • 中间代码生成，生成intermediate representation(IR)

• 综合部分（后端back end)

  • 代码优化，机器无关优化，生成优化后的IR
  • 代码生成，生成目标代码

2.静态分析

• 静态分析：不执行程序代码，推导程序的行为，分析程序的性质。

• 控制流（Control flow)：程序执行的流程

• 数据流（Data flow)：数据在控制流上的传递

3.过程内分析和过程间分析

• 过程内分析(Intra-procedural analysis)

• 仅在函数内部进行分析

• 过程间分析(Inter-procedural analysis)

• 考虑过程调用时参数传递和返回值的数据流和控制流

需要通过数据流分析得知i的具体类型， 才能知道i.foo()调用的是哪个foo()，根据i的具体类型， 产生了新的控制流， A foo() ， 分析继续运过程间分析需要同时分析控制流和数据流——联合求解，比较复杂

4.Go编译器优化

编译优化的思路

• 场景：面向后端长期执行任务

• Tradeoff：用编译时间换取更高效的机器码

4.1函数内联

• 内联：将被调用函数的函数体(callee) 的副本替换到调用位置(caller) 上， 同时重写代码以反映参数的绑定

• 优点：

  • 消除函数调用开销，例如传递参数、保存寄存器等
  • 将过程间分析转化为过程内分析，帮助其他优化，例如逃逸分析

• 缺点：

  • 函数体变大， instruction cache(icache) 不友好
  • 编译生成的Go镜像变大

• 函数内联在大多数情况下是正向优化

4.2BeastMode

• Go函数内联受到的限制较多

  • 语言特性，例如interface,defer等，限制了函数内联
  • 内联策略非常保守

• Beast mode：调整函数内联的策略，使更多函数被内联

  • 降低函数调用的开销
  • 增加了其他优化的机会：逃逸分析

• 开销

  • Go镜像增加~10%
  • 编译时间增加

4.3逃逸分析

逃逸分析：分析代码中指针的动态作用域：指针在何处可以被访问

• 大致思路

  • 从对象分配处出发，沿着控制流，观察对象的数据流

  • 若发现指针p在当前作用域s：

    • 作为参数传递给其他函数
    • 传递给全局变量
    • 传递给其他的goroutine
    • 传递给已逃逸的指针指向的对象
  • 则指针p指向的对象逃逸出s，反之则没有逃逸出s

• Beast mode：函数内联拓展了函数边界，更多对象不逃逸

• 优化：未逃逸的对象可以在栈上分配

  • 对象在栈上分配和回收很快：移动sp
  • 减少在heap上的分配，降低GC负担