中间表示- 数据流分析

数据流分析往往与优化绑定在一起，如下图所示。 

优化的一般模式

程序分析

（1）控制流分析、数据流分析、依赖分析等。

（2）得到被优化程序的静态保守信息，是对动态运行行为的近似。

程序重写

        以上一步得到的信息制导对程序的重写。

静态保守

问题：能把上图中的y替换为3吗？如果能，这称之为“常量传播”优化。

实际上，我们在问在L_3处，y的值都有哪些？如果y的值就是一个单元素的集合{3}，那么我们在这就可以做常量传播优化。通过静态观察程序的文本，来推断里面某一点上变量值是什么，这就是一个典型的数据流分析。

对程序进行分析的结果表明：只有L_0块中的y = 3能到达L_3。这种分析称为“到达定义”分析。

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还是原来的问题：能把上图中的y替换为3吗？如果能，这称之为“常量传播”优化。

编译器需要证明：x == 1？

但若x是程序输入的话，运行时才能知道值。所以编译器只能采用静态能够获得的信息对程序做保守估计：“L_2可能会执行”。

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还是原来的问题：能把上图中的y替换为3吗？如果能，这称之为“常量传播”优化。

编译器能够证明可能有L_1或L_2中的对y的赋值能够到达L_3。这同样只依赖于程序的静态结构得到的保守信息，实际只会有一个块能到达。所以真正得到的静态信息是y=2，这样的信息跟它动态的行为也是一样的。

这告诉我们，静态保守尽管往往得到的是程序的静态的近似行为，但是，通过非常仔细的研究它的性质以及设计相应的算法，我们往往可以让这两个集合之间的差别尽可能的小，也就是说，两者尽可能的接近，也就意味着静态时能够得到非常精确的程序将来动态行为的估计，有了精确的信息对于指导我们对程序做优化会更有帮助。

总结

（1）数据流分析通过对程序代码进行静态分析，得到关于程序数据相关的保守信息

• 必须保证程序分析的结果是安全的

（2）根据优化的目标不同，需要进行的数据流分析也不同

接下来我们将研究两种具体的数据流分析：到达定义分析，活性分析