Flambda2 第 4 集:如何编写一个纯函数式编译器

这是关于 Flambda2 优化编译器的博客文章,主要内容如下:

  • 日期与图片:2025 年 2 月 19 日,配越南 Son Doong 洞穴图片,引出 Flambda2 相关内容。
  • 欢迎新一集:介绍 Flambda2 优化编译器,涵盖其算法的关键高层方面,解释基本设计决策,包括代码遍历、动作促进等,欢迎反馈。
  • 内容目录:包括表达式遍历、遍历概述、向下遍历、向上遍历、向上环境、死代码消除、结论等部分。
  • 表达式遍历:以一段代码为例,说明要优化的代码及目标,介绍关键转换,如发现别名和无用代码,提到要同时进行分析和代码转换,不能仅用约束求解器,还解释了 Flambda2 用 CPS 表示程序的原因及带来的挑战。
  • 遍历概述:需要特定数据结构(acc)来推理代码,设计决策是只遍历代码一次进行最大简化,分为向下和向上两次遍历,向下进行静态分析和内联,向上处理代码重建和死代码消除。
  • 向下遍历

    • Let_val:评估命名原语并绑定到变量,按评估顺序分析,扩展 acc 数据结构。
    • Let_cont:评估主体,收集 apply_cont 到 k 的数据,分析处理 handler,考虑递归情况。
    • Apply_cont:将控制转移到 handler,扩展 acc 并关联当前上下文,若没有剩余 Let_cont 则分析结束。
    • Apply_val:进行函数应用,根据已知属性决定是否内联,恢复 f 的属性并处理。
  • 向上遍历

    • 向上环境:利用向下积累的数据,在向上时跟踪自由变量等属性,以重建术语,这些属性是结构性的,需按结构顺序跟踪。
    • 死代码消除:自由变量用于死代码消除,有两种死代码,通过重建 let 和 let_cont 来消除,按特定顺序进行遍历以实现简化和消除。
  • 结论:Flambda2 通过上下遍历高效分析和转换 OCaml 代码,向下遍历传播信息,向上遍历促进优化,能应对 CPS 转换的复杂性,理解这些策略是掌握其优化方法的关键。
  • 关于 OCamlPro:介绍 OCamlPro 是 2011 年成立的研发实验室,提供多种服务,有长期的开源项目历史,也是形式方法专家,欢迎联系交流。
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