theme: Next, 4 slidenumbers: true
- ファイル単位 (
-O) - モジュール単位 (
-whole-module-optimization)
[.footer: http://llvm.org/devmtg/2016-10/slides/GroffLattner-SILHighLevelIR.pdf]
- ファイル単位 (
-O) - モジュール単位 (
-whole-module-optimization) - (New ➕) プログラム全体 at LLVMレベル
- (New ➕) プログラム全体 at SILレベル
コンパイラではなく，リンカが実行する最適化．プログラム全体を一つの単位として最適化する．
- バイナリの依存物すべての情報を使える
- リンカ内部のシンボルテーブルを再利用できる
オブジェクトファイルではなく，LLVMビットコードを入力ファイルとして受け付ける．
特徴
- 抽象度の高い最適化
- LLVMの最適化パスを再利用
// LibX.swift
public func unusedPublicFunc() {}
public func publicFunc() {}
// main.swift
import LibX
publicFunc()[.code-highlight: all] [.code-highlight: 6-9, 15]
// LibX.ll
define swiftcc void @"$s4LibX16unusedPublicFuncyyF"() #0 {
entry:
ret void
}
define swiftcc void @"$s4LibX10publicFuncyyF"() #0 {
entry:
ret void
}
// main.ll
define i32 @main(i32 %0, i8** %1) #0 {
entry:
%2 = bitcast i8** %1 to i8*
call swiftcc void @"$s4LibX10publicFuncyyF"()
ret i32 0
}- 言語に依存したメタデータの取り扱い
- 型パラメータのスペシャライズ
- 関数テーブルに載った関数のDFE (Dead Function Elimination)
[.column]
// LibX.swift
public protocol P {
func foo()
func unusedMethod()
}
public struct S: P {
public func foo() {}
public func unusedMethod() {}
}[.column]
// main.swift
import LibX
func useP<T: P>(_ value: T) {
value.foo()
}
useP(S())[.code-highlight: 2-6, 8-9] [.code-highlight: 12-20] [.code-highlight: 22-29]
// LibX.ll
@"$s4LibX1SVAA1PAAWP" = constant [3 x i8*] [
...,
i8* bitcast (void (%T4LibX1SV*, %swift.type*, i8**)* @"$s4LibX1SVAA1PA2aDP3fooyyFTW" to i8*),
i8* bitcast (void (%T4LibX1SV*, %swift.type*, i8**)* @"$s4LibX1SVAA1PA2aDP12unusedMethodyyFTW" to i8*)
], align 8
define linkonce_odr hidden swiftcc void @"$s4LibX1SVAA1PA2aDP3fooyyFTW"(...) { ... }
define linkonce_odr hidden swiftcc void @"$s4LibX1SVAA1PA2aDP12unusedMethodyyFTW"(...) { ... }
// main.ll
define i32 @main(i32 %0, i8** %1) #0 {
entry:
...
call swiftcc void @"$s4main4usePyyx4LibX1PRzlF"(
%swift.opaque* noalias nocapture undef,
%swift.type* @"$s4LibX1SVN", i8** @"$s4LibX1SVAA1PAAWP"
)
ret i32 0
}
define hidden swiftcc void @"$s4main4usePyyx4LibX1PRzlF"(%swift.opaque* noalias nocapture %0, %swift.type* %T, i8** %T.P) {
entry:
%1 = getelementptr inbounds i8*, i8** %T.P, i32 1
%2 = load i8*, i8** %1, align 8, !invariant.load !14
%3 = bitcast i8* %2 to void (%swift.opaque*, %swift.type*, i8**)*
call swiftcc void %3(%swift.opaque* noalias nocapture swiftself %0, %swift.type* %T, i8** %T.P)
ret void
}
- LLVM IRより抽象度の高い最適化
- Swiftのセマンティクスを維持したままLTOしたい
- どうせ静的リンクするなら、ABI resiliencyを無視した最適化をしたい。
- 実行時パフォーマンスの改善とバイナリサイズの縮小を期待
[.footer: https://speakerdeck.com/kateinoigakukun/konpairakaraniu-jie-kuswift-method-dispatch-1?slide=39]
[.footer: https://speakerdeck.com/kateinoigakukun/konpairakaraniu-jie-kuswift-method-dispatch-1?slide=55]
-
すべてのモジュールがLTO対象なら、メソッドがオーバーライドされているか必ず分かる
- 実質final認定できる呼び出しが増える
-
ABI resiliencyのためのテーブル経由呼び出しを静的呼び出しにできる。
// LibX.swift
open class A {
public func foo1() {}
open func foo2() {}
}
public func invokeFoo1InModule(_ a: A) {
// これは現状の最適化パスでdevirtできる
a.foo1()
}
// main.swift
import LibX
func invokeFoo1(_ a: A) {
// [LTO] 外部モジュールの関数だが、ABI resiliency無視でdevirtできる。
a.foo1()
// [LTO] 外部モジュールの関数だが、誰もoverrideしていないのでdevirtできる。
a.foo2()
}- モジュールをまたいだスペシャライズ
- ABI resiliencyを無視して、全てに
@inlinableがついているイメージ - バイナリサイズの肥大化が心配
// LibX.swift
public protocol Animal {
func bark()
}
public struct Cat: Animal {
func bark() { }
}
// main.swift
import LibX
public callBark<T: Animal>(_ animal: T) {
animal.bark()
}- 通常、publicなVTableやProtocol Witness Tableは常に出力される
- LTOの場合、クロスモジュールで使われている場合だけ出力すればいい。
- devirtとスペシャライズでテーブルへの参照が消えると、このパスがより効果的になる
- 冒頭の例
- 通常のDFEはinternalな関数が対象
- LTOの場合、public関数も消せる
- 実際にはDead Table Eliminationと同時にやる
- main関数から依存する関数を幅優先探索でマークしていく
週報をフォーラムに書いてる https://forums.swift.org/t/gsoc-lto-support-progress-report/37149
stdlibを丸ごと静的リンクするため、使っていない機能もバイナリに入ってしまう。 Hello, worldですら10MB。まさにLTOの出番
