爲什麼LLVM不通過優化浮點指令？

Question

見上。我寫信給樣本功能：

source.ll:

define i32 @bleh(i32 %x) { 
entry: 
    %addtmp = add i32 %x, %x 
    %addtmp1 = add i32 %addtmp, %x 
    %addtmp2 = add i32 %addtmp1, %x 
    %addtmp3 = add i32 %addtmp2, %x 
    %addtmp4 = add i32 %addtmp3, 1 
    %addtmp5 = add i32 %addtmp4, 2 
    %addtmp6 = add i32 %addtmp5, 3 
    %multmp = mul i32 %x, 3 
    %addtmp7 = add i32 %addtmp6, %multmp 
    ret i32 %addtmp7 
} 

source-fp.ll:

define double @bleh(double %x) { 
entry: 
    %addtmp = fadd double %x, %x 
    %addtmp1 = fadd double %addtmp, %x 
    %addtmp2 = fadd double %addtmp1, %x 
    %addtmp3 = fadd double %addtmp2, %x 
    %addtmp4 = fadd double %addtmp3, 1.000000e+00 
    %addtmp5 = fadd double %addtmp4, 2.000000e+00 
    %addtmp6 = fadd double %addtmp5, 3.000000e+00 
    %multmp = fmul double %x, 3.000000e+00 
    %addtmp7 = fadd double %addtmp6, %multmp 
    ret double %addtmp7 
} 

爲什麼，當我使用

opt -O3 source[-fp].ll -o opt.source[-fp].ll -S

的同時優化功能3210得到優化，但double一個不？我預計fadd將合併爲一個fmul。相反，它看起來完全一樣。

這是由於標誌設置不同嗎？我知道i32可能對double不可行的某些優化。但是缺乏簡單的不斷摺疊是我無法理解的。

我正在使用LLVM 3.1。

Answer 1

這是不完全正確的說，沒有優化是可能的。我會去通過第幾行，以顯示其中轉換是和不準：

%addtmp = fadd double %x, %x 

這第一行可以安全地轉化爲fmul double %x 2.0e+0，但實際上並不是在大多數架構優化（fadd一般爲快或比fmul快，並且不需要產生常數2.0）。請注意，禁止溢出，這個操作是準確的（就像所有按2的冪進行縮放）。

%addtmp1 = fadd double %addtmp, %x 

該行可以轉換爲fmul double %x 3.0e+0。爲什麼這是一個合法的轉變？因爲產生%addtmp的計算是準確的，所以只有一次舍入被髮生，無論這是計算爲x * 3還是x + x + x。由於這些是IEEE-754基本操作，因此正確舍入，結果是相同的。什麼溢出？除非另一方也如此，否則都不會溢出。

%addtmp2 = fadd double %addtmp1, %x 

這是無法合法轉換爲常量* x的第一行。 4 * x會精確計算，沒有任何舍入，而x + x + x + x會導致兩次舍入：x + x + x舍入一次，然後再次舍入x可能會舍入一次。

%addtmp3 = fadd double %addtmp2, %x 

同上這裏; 5 * x會產生一個舍入; x + x + x + x + x招致三人。

唯一可能進行轉換的行將替換x + x + x與3 * x。但是，子表達式x + x已經存在於其他地方，所以優化器可以輕鬆地選擇不使用此轉換（因爲如果不存在，它可以利用現有的部分結果）。