编译器和静态分析
编译器的结构
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重要的系统软件
- 识别符合语法和非法的程序
- 生成正确且高效的代码
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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）
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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
静态分析
- 不执行代码，推导程序行为，分析程序性质
- 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
- 通过控制流分析将代码转成控制流图
- 通过分析控制流和数据流，我们可以知道更多关于程序的性质
- 我们根据这些性质来优化代码
过程内和过程间的分析
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过程内分析（Intra-procedural analysis）
- 仅在函数内部进行分析
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过程间分析（Intra-procedural analysis）
- 考虑函数调用时参数传递和返回值的数据流和控制流
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为什么进行分析过程间分析
- 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
- 结论：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）
Go编译器优化
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go的编译时间较短，没有进行比较复杂的代码分析和优化
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编译优化思路：牺牲编译时间来换取更高效的机器码
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Beast mode（字节的优化）
- 函数内联
- 逃逸分析
- 默认栈大小调整
- 边界检查消除
- 循环展开
函数内联（Inlining）
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将被调用函数的函数体的副本替换到调用位置上，同时重写代码以反映参数的绑定
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优点：
- 消除函数调用开销（传递参数、保存寄存器等）
- 将调用过程间分析转化为过程内分析，帮助其他优化（比如逃逸分析）
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缺点：
- 函数体变大，对于cpu的指令 cache （instruction cache（icache））不友好
- 编译生成的 Go 镜像变大
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函数内联大多数情况下是正向优化
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Go 函数内联受到的限制较多
- 语言特性：如 interface，defer 等，限制了函数内联
- 内联策略非常保守
逃逸分析
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分析代码中指针的动态作用域：指针在何处可以被访问
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大致思路
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从对象分配处出发，沿着控制流，观察对象的数据流
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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 gorutine
- 传递给已知逃逸的指针指向的对象
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则指针 p 指向的对象逃逸出 s，反之则没有逃逸出 s（即 p 可不可以在 s 之外访问到）
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Beast mode 的优化：函数内联拓展了函数边界，使得更多对象不逃逸
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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
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