"Partial Redundancy Elimination for Global Value Numbering 是一种优化技术,常用于编译器设计,旨在提升程序性能。该技术由Thomas John VanDrunen在他的博士论文中探讨,于2004年在普渡大学提交。论文指导老师是Tony Hosking,其他如Jens Palsberg、Jan Vitek和Zhiyuan Li也为作者的研究提供了帮助。" 在全球值编号(Global Value Numbering, GVN)中,部分冗余消除(Partial Redundancy Elimination, PRE)是一种关键的优化策略。全球值编号是一种编译器分析技术,它的目标是识别出程序中具有相同计算结果的表达式,并将它们替换为一个共享的常量或变量,从而减少重复计算,提高代码效率。在PRE的过程中,编译器不仅关注整个基本块(Basic Block)内的冗余,还考虑跨越基本块的冗余表达式。 论文可能详细讨论了以下几点: 1. **全局分析**:GVN需要对整个程序进行分析,以识别在不同控制流路径上的等价表达式。这涉及到了数据流分析,包括定义-使用链(Definition-Use Chains)和反向数据流分析。 2. **等价类**:在GVN中,表达式被视为“值”,如果两个表达式的计算结果总是相同的,那么它们被认为是等价的。这些等价类可以是常量、变量或更复杂的表达式。 3. **部分冗余**:PRE扩展了GVN的概念,处理那些只在部分控制流路径上冗余的表达式。例如,如果一个表达式在某个循环的迭代中多次计算,但在循环外部没有使用,那么这个表达式就可以被消除。 4. **优化挑战**:PRE的实施需要解决一些挑战,比如如何有效地跟踪和更新等价类,如何处理副作用,以及如何避免在消除冗余时引入新的错误。 5. **实现方法**:论文可能提出了具体的算法和数据结构,用于在编译器中实现PRE和GVN,包括哈希表来存储和比较表达式,以及控制流图(Control Flow Graph, CFG)来表示程序的结构。 6. **实验与评估**:通常,这样的研究会包含对实际代码的实验,以验证优化的效果。这些实验可能对比优化前后的代码大小、运行时间和资源消耗,以证明PRE在优化编译器输出方面的作用。 7. **应用与影响**:PRE和GVN优化技术广泛应用于现代编译器中,对于提高软件性能,尤其是对于那些计算密集型的应用,效果显著。 通过这部分摘要信息,我们可以推测论文深入探讨了PRE在GVN框架下的理论和实践,为编译器设计者提供了一种提高程序执行效率的有效工具。然而,具体的细节和技术实现,包括如何处理复杂的数据依赖和控制依赖,以及在具体编程语言中的适应性等,需要阅读完整的论文才能获取。
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