Представен е бекенд TPDE-LLVM, който работи 10-20 пъти по-бързо от LLVM в режим без оптимизация.

Изследователи от Техническия университет в Мюнхен публикуваха инструментариум TPDE и основан на него бекенд на компилатора за LLVM — TPDE-LLVM, който осигурява генериране на машинен код за архитектури x86-64 и AArch64 на базата на междинно представяне на кода LLVM-IR. При тестването TPDE-LLVM се оказа 10-20 пъти по-бърз от бекенда на LLVM -O0 (генератор на код без оптимизации) при същото ниво на производителност на резултатния машинен код и увеличаване на размера с 10-30%. Разработките на проекта са публикувани под лицензия Apache 2.0.

TPDE-LLVM в началото е насочен към осигуряване на компилация с минимални закъснения и ниво на качество, съответстващо на режима на компилация без оптимизации („-O0“). Проектът предоставя утилита за самостоятелно стартиране tpde-llc, библиотека за интеграция в приложения (например, за реализиране на функционалността на JIT-компилатора) и пачове за интеграция с Clang и Flang.

Проектът може да се използва като основен компилиращ компонент за JIT или за създаване на неоптимизирани сборки. TPDE-LLVM се фокусира само върху скоростта на компилация и не се опитва да конкурира с оптимизиращите бекендове на LLVM, които в сравнение с TPDE-LLVM работят значително по-бавно, но позволяват генериране на по-бърз и компактен машинен код (приблизително два пъти по-бърз и два пъти по-малък по размер).

TPDE-LLVM използва три етапа за генериране на код:

• Почистване и подготовка на междинното представяне на LLVM;
• Анализ на информацията за циклите и използването на променливи;
• Формиране на машинния код.

Отбелязва се, че с участието на авторите на TPDE в клоновете на LLVM 19 и 20 вече са добавени оптимизации, които позволяват да се ускори работата на стандартния бекенд на LLVM с 18% на платформата x86-64 и с 13% на платформата ARM64. Според авторите на TPDE в бъдеще с малко усилия може да се ускори бекендът на LLVM с още 10-20%, но допълнителното повишаване на производителността ще изисква значителни изменения. При това дори при значителна преработка е малко вероятно съществуващият бекенд на LLVM да успее да се ускори 10 пъти.

В текущия етап на развитие проектът TPDE си поставя за цел да осигури поддръжка на междинното представяне на кода LLVM, получено от фронтенда Clang в режимите на оптимизация «-O0» и «-O1». Обработката на междинното представяне, създадено в режим «-O2», все още не е гарантирана поради липсата на поддръжка за векторни операции в TPDE. Частично се поддържа междинният код от Flang и компилятора Rust.

Източник: opennet.ru