这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 4 天
一、编译器结构
1、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
2、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)
3、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
二、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
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(properties)
根据这些性质优化代码
三、过程内分析和过程间分析
过程内分析(Intra-procedural analysis)：仅在过程内部进行分析
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
为什么过程间分析?
（1）需要通过数据流分得知 i 的具体类型，才能知道调用的是哪个
（2）根据 i 的具体类型，产生了新的控制流，分析继续
（3）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）
四、Go编译器优化
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：
（1）消除函数调用开销，例如传递参数、保存寄存器等
（2）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：
（1）函数体变大，instruction cache (icache) 不友好
（2）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
内联策略：调用和被调函数的规模等
2、Beast Mode
Go 函数内联受到的限制较多：
（1）语言特性，例如 interface,defer 等，限制了函数内联
（2）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
优点：
（1）降低函数调用的开销
（2）增加了其他优化的机会: 逃逸分析
开销：
（1）Go 镜像增加 ~10%
（2）编译时间增加
3、逃逸分析
逃逸分析：分析代码中指针的动态作用域，即指针在何处可以被访问
大致思路：
（1）从对象分配处出发，沿着控制流，观察数据流
（2）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
（3）则指针 p 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：未逃逸出当前函数的指针指向的对象可以在栈上分配
（1）对象在栈上分配和回收很快：移动 sp 即可完成内存的分配和回收
（2）减少在堆上分配对象，降低 GC 负担
