Compiler

Wenn man die Optimierung einschaltet, dann verändert der Compiler in der Übersetzung gegebenenfalls den Programmcode. Dann ist es kaum noch möglich, mit einem interaktiven Debugger den Programmcode zu verfolgen.

Die Optimierung erfolgt in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Hardware, insbesondere wieviele Register der Prozessor zur Verfügung stellt.

Im Folgenden betrachten wir einige Optimierungsmöglichkeiten eines Compilers. Dabei handelt es sich naturgemäss nur um Feintuning an einem bestehenden Programm. Erheblich mehr Optimierungspotential kann aber darin bestehen, dass man den programmierten Algorithmus (manuell) optimiert bzw. durch einen besseren ersetzt.

Table of contents

1 Reduzierung von Assemblerinstruktionen 2 Formelauswertung bereits bei der Kompilierung 3 Eliminierung toten Programmcodes 4 Erkennung von nicht benötigten Variablen 5 Optimierung von Schleifen 6 Reduzierung von Paging zur Laufzeit 7 Bedeutende Compiler

Reduzierung von Assemblerinstruktionen

Wenn man zum Beispiel in einer höheren Programmiersprache den Inhalt von 2 Variablen vertauscht, dann benötigt man eine Hilfsvariable:

  Programmiersprache                Assembler
                        ohne Optimierung     mit Optimierung

        t = a           a --> Register 1     a --> Register 1
                        Register 1 --> t
        a = b           b --> Register 2     b --> Register 2
                        Register 2 --> a
        b = t           t --> Register 3     Register 1 --> b
                        Register 3 --> b     Register 2 --> a

Mit Optimierung benötigt man nur 4 Assemblerbefehle anstatt 6, außerdem wird der Speicherplatz für die Hilfsvariable t nicht gebraucht. D.h. diese Vertauschung wird schneller ausgeführt und benötigt weniger Hauptspeicher.

Formelauswertung bereits bei der Kompilierung

Die Berechnung des Kreisumfangs mittels

        pi = 3.14
        u  = 2 * pi * r

Eliminierung toten Programmcodes

Wenn der Compiler erkennen kann, dass ein Teil des Programmes niemals durchlaufen wird, dann lässt er diesen Teil bei der Übersetzung weg.

  
Beispiel:  ...
          goto 900
 200      k=3
 900      i=7
          ...

Erkennung von nicht benötigten Variablen

Wird eine Variable nicht benötigt, dann wird sie auch nicht berechnet.

Beispiel:  subroutine test (a,b)
          b = 2 * a
          c = 3.14 * b
          return

Optimierung von Schleifen

Insbesondere Schleifen versucht man zu optimieren, indem man

• möglichst viele Variablen in Registern hält (z.B. die Schleifenvariable)
• oder die Schleife komplett auflöst. Die Anweisungen innerhalb der Schleife werden sequentiell hintereinander ausgeführt ohne Verwendung einer Schleife.

• GCC: GNU Compiler Collection