Анализ живых переменных - Live variable analysis

В компиляторы, анализ живых переменных (или просто анализ живучести) это классика анализ потока данных рассчитать переменные которые жить в каждой точке программы. Переменная жить в какой-то момент, если он содержит значение, которое может понадобиться в будущем, или, что эквивалентно, если его значение может быть прочитано до следующей записи переменной.

Пример

Рассмотрим следующую программу:

b = 3c = 5a = f (b * c)

Набор текущих переменных между строками 2 и 3 равен {б, c} потому что оба используются в умножении в строке 3. Но набор живых переменных после строки 1 равен только {б}, поскольку переменная c обновляется позже, в строке 2. Значение переменной а не используется в этом коде.

Обратите внимание, что присвоение а могут быть исключены как а не используется позже, но недостаточно информации, чтобы оправдать удаление всей строки 3 как ж могут иметь побочные эффекты (печать до н.э, возможно).

Выражение в терминах уравнений потока данных

Анализ жизнеспособности - это анализ «назад может». Анализ проводится в назад порядок и поток данных оператор слияния является установить союз. Другими словами, если применить анализ жизнеспособности к функции с определенным количеством логических ветвей внутри нее, анализ выполняется, начиная с конца функции, двигаясь к началу (отсюда «назад»), и переменная считается действующей, если любая из ветвей, движущихся вперед внутри функции, потенциально может (следовательно, «может») нуждаться в текущем значении переменной. Это контрастирует с анализом «обратная обязанность», который вместо этого применяет это условие ко всем ветвям, движущимся вперед.

Уравнения потока данных, используемые для данного базового блока s и выход из блока ж в анализе живых переменных следующие:

${displaystyle {mbox{GEN}}[s]}$: Набор переменных, которые используются в s перед любым назначением.

${displaystyle {mbox{KILL}}[s]}$: Набор переменных, которым присвоено значение в s (во многих книгах^{[требуется разъяснение ]}, KILL (s) также определяется как набор переменных, которым присвоено значение в s перед любым использованием, но это не меняет решения уравнения потока данных):

${displaystyle {mbox{LIVE}}_{in}[s]={mbox{GEN}}[s]cup ({mbox{LIVE}}_{out}[s]-{mbox{KILL}}[s])}$

${displaystyle {mbox{LIVE}}_{out}[final]={emptyset }}$

${displaystyle {mbox{LIVE}}_{out}[s]=igcup _{pin succ[s]}{mbox{LIVE}}_{in}[p]}$

${displaystyle {mbox{GEN}}[d:yleftarrow f(x_{1},cdots ,x_{n})]={x_{1},...,x_{n}}}$

${displaystyle {mbox{KILL}}[d:yleftarrow f(x_{1},cdots ,x_{n})]={y}}$

Состояние блока - это набор переменных, которые действуют в начале блока. Его исходное состояние - это набор переменных, которые находятся в его конце. Out-State - это объединение in-состояний наследников блока. Передаточная функция оператора применяется, делая записанные переменные мертвыми, а затем делая переменные, которые читаются, активными.

Второй пример

// in: {} b1: a = 3; b = 5; d = 4; х = 100; // x никогда не используется позже, поэтому не в исходном наборе {a, b, d} if a> b then // out: {a, b, d} // объединение всех (входящих) наследников b1 => b2: {a, b} и b3: {b, d} // in: {a, b} b2: c = a + b; d = 2; // out: {b, d} // in: {b, d} b3: endif c = 4; return b * d + c; // выход: {}

В состоянии b3 содержится только б и d, поскольку c была написана. Выходное состояние b1 - это объединение внутренних состояний b2 и b3. Определение c в b2 можно удалить, так как c не жить сразу после заявления.

Решение уравнений потока данных начинается с инициализации всех входящих и исходящих состояний пустым набором. Список работ инициализируется путем вставки точки выхода (b3) в список работ (типично для обратного потока). Его вычисленное состояние in-state отличается от предыдущего, поэтому вставляются его предшественники b1 и b2, и процесс продолжается. Прогресс суммирован в таблице ниже.

обработка	за пределами штата	старый в штате	новый в штате	список работ
b3	{}	{}	{б, г}	(b1, b2)
b1	{б, г}	{}	{}	(Би 2)
Би 2	{б, г}	{}	{а, б}	(b1)
b1	{а, б, г}	{}	{}	()

Обратите внимание, что b1 был введен в список перед b2, что привело к принудительной обработке b1 дважды (b1 был повторно введен как предшественник b2). Вставка b2 перед b1 позволила бы завершить выполнение раньше.

Инициализация с пустым набором - оптимистическая инициализация: все переменные начинаются как мертвые. Обратите внимание, что исходящие состояния не могут сокращаться от одной итерации к следующей, хотя исходное состояние может быть меньше внутреннего. Это видно из того факта, что после первой итерации выходное состояние может измениться только изменением входящего состояния. Поскольку состояние in-state начинается с пустого набора, оно может только увеличиваться в следующих итерациях.

Рекомендации