为什么LLVM IR没有实现优化除以常数？

Question

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根据下面所给的源代码和我的实验，LLVM实现了一种将除法转换为乘法和右移的变换。

在我的实验中，这个优化是在后端应用的（因为我看到的是X86汇编代码上的变化，而不是LLVM IR）。

我知道这种变化可能与硬件有关。在我看来，在某些硬件上，乘法和右移可能比单个除法运算更昂贵。因此，这种优化是在后端实现的。

但是当我搜索DAGCombiner.cpp时，我看到了一个名为isIntDivCheap()的函数。在该函数的定义中，有一些注释指出，决定成本高低取决于基于代码大小还是速度进行优化。

也就是说，如果我始终基于速度优化代码，那么除法将被转换为乘法和右移。相反，除法将不会转换。

另一方面，单个除法总是比乘法和右移慢，或者函数会做更多的事情来确定成本。

那么，既然单个除法总是比较慢，为什么不在LLVM IR中实现这种优化呢？

- Shane

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你能说出当除法比乘法加移位更便宜时的架构名称吗？ - Anton Korobeynikov

1个回答

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原文链接

- BZKN · Accepted Answer

有趣的问题。根据我在面向高层次综合（HLS）编译器的LLVM前端工作经验，回答你的问题在于理解LLVM IR以及LLVM IR阶段优化的限制/范围。

LLVM中间表示（IR）是连接前端和后端的支柱，允许LLVM解析多种源语言并生成代码到多个目标。因此，在LLVM IR阶段，通常关注的是意图而不是全面的性能优化。

除数常量优化非常注重性能。并不是说IR级别的优化与性能无关或者没有什么关系，但是在IR阶段存在内在的优化限制，除数常量就是其中之一。

更准确地说，IR在低级机器细节和指令方面不够深入。如果你观察LLVM IR上的优化，通常由分析和转换传递组成。据我所知，你在IR阶段看不到除数常量传递。