SplitFunctions (BOLT) - 优化阅读笔记

本文主要是介绍SplitFunctions (BOLT) - 优化阅读笔记，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

将函数拆分成更小的代码片段，从而执行更激进的代码段重排的优化

在文件 bolt/lib/Passes/SplitFunctions.cpp

相关选项	释义	默认
-split-all-cold	尽可能多的分离冷的基本块	false
-split-align-threshold	对齐参数	2
-split-functions	主要功能选项, 分离函数到代码片段	false
-split-threshold	控制分离的片段的大小	0
-split-strategy	分离策略: profile2: 依据采样文件 random2:随机? randomN:随机分离成N个片段 all: 将函数分离成单独的BB块	profile2

–split-functions --split-strategy=all

1. 分割的逻辑

下面是一个并行执行的一个函数

void SplitFunctions::splitFunction(BinaryFunction &BF, SplitStrategy &S) {if (BF.empty())return;// 在 RunOnFunctios, 已根据 opts::SplitStrategy 对 Strategy 初始化了// 主要判断是否有采样文件等if (!S.canSplit(BF))return;// 先拷贝一份 BB 块FunctionLayout &Layout = BF.getLayout();BinaryFunction::BasicBlockOrderType PreSplitLayout(Layout.block_begin(),Layout.block_end());// ...BinaryFunction::BasicBlockOrderType NewLayout(Layout.block_begin(),Layout.block_end());// 接下来，遍历以检查哪些BB块不能被移动// Never outline the first basic block.NewLayout.front()->setCanOutline(false);for (BinaryBasicBlock *const BB : NewLayout) {if (!BB->canOutline())continue;// 在 aarch64 中不要拆分额外的入口点。它们可以通过使用 ADRs 进行引用，当发生这种情况时，由于 ADR 指令的有限范围，这些块不能被放置得太远if (BC.isAArch64() && BB->isEntryPoint()) {BB->setCanOutline(false);continue;}if (BF.hasEHRanges() && !opts::SplitEH) {// 我们不能移动异常处理块（或者说异常处理块的入口点）if (BB->isLandingPad()) {BB->setCanOutline(false);continue;}// 由于异常处理运行时无法处理拆分的函数，我们不能移动可能引发异常的块。// 但是，如果我们可以保证该块永远不会引发异常，那么将该块移动以减小函数大小是安全的for (MCInst &Instr : *BB) {if (BC.MIB->isInvoke(Instr)) {BB->setCanOutline(false);break;}}}}// 参考 1.1 更新 Layout 的索引BF.getLayout().updateLayoutIndices();// 根据不同的 split 算法设置BB所属的代码片段// profile2: FragmentNum::cold() --> 1// random2: 随机设置某个范围的 BB 为 cold// randomN: 随机分配BB到某个片段// all: 所有BB属于单独的片段S.fragment(NewLayout.begin(), NewLayout.end());// Make sure all non-outlineable blocks are in the main-fragment.for (BinaryBasicBlock *const BB : NewLayout) {if (!BB->canOutline())BB->setFragmentNum(FragmentNum::main());}// 按顺序排一下基本块if (opts::AggressiveSplitting) {// 我们可以移动的所有计数为 0 的区块都将进入函数的末尾。// 即使它们是自然形成的集群，并且出现在热门基本区块之间llvm::stable_sort(NewLayout, [&](const BinaryBasicBlock *const A,const BinaryBasicBlock *const B) {return A->getFragmentNum() < B->getFragmentNum();});} else if (BF.hasEHRanges() && !opts::SplitEH) {// 通常情况下，带有异常处理功能的函数在末尾都有异常处理块。// 我们无法移动起始位置，但可以将包含起始位置的 0 计数值块移动到末尾，从而方便拆分auto FirstLP = NewLayout.begin();while ((*FirstLP)->isLandingPad())++FirstLP;std::stable_sort(FirstLP, NewLayout.end(),[&](BinaryBasicBlock *A, BinaryBasicBlock *B) {return A->getFragmentNum() < B->getFragmentNum();});}// 让 BB 所属的代码片段编号递增FragmentNum CurrentFragment = NewLayout.back()->getFragmentNum();for (BinaryBasicBlock *const BB : reverse(NewLayout)) {if (BB->getFragmentNum() > CurrentFragment)BB->setFragmentNum(CurrentFragment);CurrentFragment = BB->getFragmentNum();}// 让代码片段编号保持连续if (!S.keepEmpty()) {FragmentNum CurrentFragment = FragmentNum::main();FragmentNum NewFragment = FragmentNum::main();for (BinaryBasicBlock *const BB : NewLayout) {if (BB->getFragmentNum() > CurrentFragment) {CurrentFragment = BB->getFragmentNum();NewFragment = FragmentNum(NewFragment.get() + 1);}BB->setFragmentNum(NewFragment);}}// 参考 1.2 BF.getLayout().update(NewLayout);// 对于共享对象，调用指令和相应的异常处理块必须放置在同一片段中。// 当我们拆分它们时，创建跳板异常处理块，它将重定向执行到真正的异常处理块......SplitBytesHot += HotSize;SplitBytesCold += ColdSize;

1.1 更新 Layout 的索引

通常用法，如在 bolt/lib/Passes/SplitFunctions.cpp 中：

BF.getLayout().updateLayoutIndices();
S.fragment(NewLayout.begin(), NewLayout.end());

// 这看起来是按顺序给BB的 LayoutIndex 按顺序赋值一个 index
// 并且初始化所有的BB所属的代码片段为0
void FunctionLayout::updateLayoutIndices() {unsigned BlockIndex = 0;for (FunctionFragment &FF : fragments()) {for (BinaryBasicBlock *const BB : FF) {BB->setLayoutIndex(BlockIndex++);BB->setFragmentNum(FF.getFragmentNum());}}
}

1.2 更新内存布局

通常用法，如在 bolt/lib/Passes/SplitFunctions.cpp 中：

BF.getLayout().update(NewLayout);

bool FunctionLayout::update(const ArrayRef<BinaryBasicBlock *> NewLayout) {// 检查要更新的 Layout 的 BB 块是否一样 以及 他们所属的代码片段是否一样const bool EqualBlockOrder = llvm::equal(Blocks, NewLayout);if (EqualBlockOrder) {const bool EqualPartitioning =llvm::all_of(fragments(), [](const FunctionFragment &FF) {return llvm::all_of(FF, [&](const BinaryBasicBlock *const BB) {return FF.Num == BB->getFragmentNum();});});if (EqualPartitioning)return false;}// 删除除main()代码片段外的其他片段clear();// 根据 NewLayout 里 BB 设置的代码片段编号新增对应的代码片段for (BinaryBasicBlock *const BB : NewLayout) {FragmentNum Num = BB->getFragmentNum();assert(Num >= Fragments.back()->getFragmentNum() &&"Blocks must be arranged such that fragments are monotonically ""increasing.");// Add empty fragments if necessarywhile (Fragments.back()->getFragmentNum() < Num)addFragment();// Set the next fragment to point one past the current BBaddBasicBlock(BB);}return true;
}