15、利用不变路径加速优化

利用不变路径加速优化

在代码优化过程中，如何有效减少最坏情况执行时间（WCET）是一个重要的问题。本文将介绍一种基于不变路径的优化方法，以及相关的WCET感知循环去开关优化技术，并通过实验验证其有效性。

1. 不变路径相关概念

• 良性分支与不变路径 ：在很多应用中，像IF - THEN - ELSE结构产生的分支以及if语句产生的分支，被称为良性分支，因为它们不太容易发生路径切换。所以，大部分代码可以被声明为不变路径。
• 静态不可评估条件的IF - THEN - ELSE结构 ：当if - else语句的条件不能被静态评估时，WCET分析会保守地假设互斥路径中较长的路径是最坏情况执行路径（WCEP），并且在所有执行上下文中都会遍历该路径。这种情况下可能会发生WCEP切换，这类分支语句不会被声明为不变路径。当对代码进行转换优化时，可能会导致WCEP发生切换，因此需要进行WCET分析来验证路径信息。

2. 不变路径的构建

不变路径的构建是基于深度优先搜索的递归过程。具体步骤如下：
1. 从程序控制流图（CFG）的入口点开始，通常是主函数的第一条语句或指令。
2. 遍历图中的所有基本块：
- 对于不在任何分支上且不依赖于任何分支语句的直线代码片段，将其声明为不变路径。
- 如果检测到分支，判断其是否可以被分类为不变路径。如果一个分支被声明为不变路径πinv，其互斥路径上的所有基本块也会被声明为πinv，直到遇到嵌套分支需要重新分类。
- 如果在被声明为不变路径的WCEP上遇到函数调用，对其函