29、数据流分析与循环优化

数据流分析与循环优化

1. 数据流分析相关概念

在程序中，变量的使用和定义有着复杂的关系。设 uses(v) 为程序中变量 v 的所有使用集合。对于语句 s : a ←b ⊕c ，集合 live-out[s] ∩ uses(a) 包含了该定义可能到达的 a 的所有使用。当删除使用某个变量 b 的四元组时，可以从所有的 live-in 和 live-out 集合中删除 b 的该使用，这样能得到我们期望的最小不动点。

在删除程序中的死代码时，增量活性分析会发挥很好的作用。例如，删除某条语句后，增量活性分析可能会发现另一条语句成为了死代码，从而可以将其删除。这表明增量活性分析与死代码消除能够很好地协同工作。并且，其他类型的数据流分析也可以类似地进行增量处理，有时像活性分析一样，可能需要先对分析进行细化。

2. 别名分析

在程序中，变量或内存位置可能有多个不同的名称，即别名，这使得很难判断哪些语句会影响哪些变量。可能成为别名的变量包括：
- 作为引用传递参数的变量（如 Pascal、C++、Fortran 中）；
- 取地址的变量（如 C、C++ 中）；
- 解引用指针的左值表达式，如 Tiger 中的 p.x 或 C 中的 *p ；
- 显式下标数组的左值表达式，如 a[i]