Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Sign up for free
Menu
Search
Features
All features
Private URLs
Password Protection
Custom URLS
Scheduled publishing
Remove Branding
Restrict embedding
Deck Collections
Notes
Features
All features
Private URLs
Password Protection
Custom URLS
Scheduled publishing
Remove Branding
Restrict embedding
Deck Collections
Notes
Explore
Featured decks
Featured speakers
Programming
Technology
Storyboards
Explore
Featured decks
Featured speakers
Programming
Technology
Storyboards
Pricing
Search
Sign in
Sign up for free
人間でもわかるLLVMバックエンド入門
Search
kazegusuri
March 30, 2013
Programming
20k
12
Share
Embed
Copy iframe code
Copy JS code
Copy link
Start on current slide
人間でもわかるLLVMバックエンド入門
kazegusuri
March 30, 2013
More Decks by kazegusuri
See All by kazegusuri
go-sqlite3を使ってCloud Spannerエミュレーターを作ってみた / Cloud Spanner emulator with go-sqlite3
kazegusuri
5
6.8k
handy-spanner GCPUG
kazegusuri
4
2.1k
Open SKT: メルペイ開発の裏側 / builderscon tokyo 2019 Open SKT
kazegusuri
22
28k
Keep watching and extending features of gRPC
kazegusuri
3
2.7k
Testing with microservices in merpay
kazegusuri
10
11k
Real World Mercari API Architecture
kazegusuri
1
6.5k
gRPC and REST with gRPC in practice
kazegusuri
19
8.2k
Fluentdで始めるPrometheus / Prometheus Tokyo Meetup #1
kazegusuri
1
2k
GRPCの実践と現状での利点欠点 / Go Conference 2016 Spring
kazegusuri
44
32k
Other Decks in Programming
See All in Programming
Turning Architecture into Unit Tests in the AI Era (NSSpain XIV)
steliosf
PRO
1
110
C#の現在地 進化の歴史と、AI時代の.NET Everywhere
neuecc
5
4.2k
マイコン向けの軽量Ruby「PicoRuby」で各種デバイスを制御するネイティブアプリの実現手法
bash0c7
0
460
動作中のプログラムの中身をリアルタイムに覗く / Realtime Debugger for CSharp with Roslyn
prota
1
1.5k
選挙速報を多くのユーザーへ 届ける Live Activities 設計
hamayokokuririn
0
180
GitHubハンズオン講座 — 実務レベルのチーム開発のフローを身につけよう
junhat6
0
110
Webの地図
yosuke_furukawa
PRO
6
4.9k
一人だけ、Kiroが静止する日
hideg
0
130
Verilogで学ぶCPU自作入門.pdf
uyuki234
8
3.7k
The Rails Doctrine Decade
koic
2
400
WebRTC映像をAirPlayに対応させる挑戦.pdf
monolithic_adam
0
320
Augmenting AI with the Power of Jakarta EE
ivargrimstad
0
320
Featured
See All Featured
16th Malabo Montpellier Forum Presentation
akademiya2063
PRO
0
390
Introduction to Domain-Driven Design and Collaborative software design
baasie
1
1k
Highjacked: Video Game Concept Design
rkendrick25
PRO
1
460
Being A Developer After 40
akosma
91
590k
Code Review Best Practice
trishagee
74
20k
SERP Conf. Vienna - Web Accessibility: Optimizing for Inclusivity and SEO
sarafernandez
2
1.6k
GraphQLの誤解/rethinking-graphql
sonatard
75
12k
The Psychology of Web Performance [Beyond Tellerrand 2023]
tammyeverts
49
3.6k
We Are The Robots
honzajavorek
0
380
"I'm Feeling Lucky" - Building Great Search Experiences for Today's Users (#IAC19)
danielanewman
230
23k
The SEO Collaboration Effect
kristinabergwall1
1
580
How to make the Groovebox
asonas
2
2.5k
Transcript
人間でもわかる LLVMバックエンド入門 風薬(@kazegusuri) x86/x64最適化勉強会#5
アジェンダ • 自己紹介 • 小ネタ • LLVMについて • LLVMバックエンド •
最適化のポイント
自己紹介 • 風薬(@kazegusuri) • サークル MotiPizzaで活動 – http://motipizza.com/ – LLVM本
– 冬はClang本(予定) • 仕事はWeb系の開発運用 – LLVMは全く関係無し • 勉強会での発表はこれが初めて
宣伝! • LLVM本出してます! – きつねさんでもわかるLLVM – 達人出版会様より販売 – http://tatsu-zine.com/books/llvm
小ネタ “LLVM BackenD”
小ネタ “LLVM BackenD” 0x4C 0x4C 0x56 0x4D 0x20 0x42 0x61
0x63 0x6B 0x65 0x6E 0x44 UTF8
小ネタ “LLVM BackenD” 0x4C 0x4C 0x56 0x4D 0x20 0x42 0x61
0x63 0x6B 0x65 0x6E 0x44 “0x4C 0x4C 0x56 0x4D 0x20 0x42 0x61 0x63 0x6B 0x65 0x6E 0x44” echo llvm-mc -disassembly | ⏎ UTF8
小ネタ “LLVM BackenD” 0x4C 0x4C 0x56 0x4D 0x20 0x42 0x61
0x63 0x6B 0x65 0x6E 0x44 “0x4C 0x4C 0x56 0x4D 0x20 0x42 0x61 0x63 0x6B 0x65 0x6E 0x44” echo llvm-mc -disassembly | ⏎ decl %esp decl %esp pushl %esi decl %ebp andb %al, 97(%edx) arpl %bp, 101(%ebx) outsb incl %esp UTF8 _人人人人人人人人人_ > 特に意味は無い <  ̄Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y ̄ こんなこともできます…
アジェンダ • 自己紹介 • 小ネタ • LLVMについて • LLVMバックエンド •
最適化のポイント
LLVMとは • コンパイラ基盤 – オプティマイザとコード生成 – 中間表現(LLVM IR)を入力とする • LLVMプロジェクトの1つ
– LLVM Core – 単にLLVMというとLLVM Coreを指すことが多い • サブプロジェクト – Clang, LLDB, compiler-rt, libc++, vmkit, polly…
なぜ注目されているのか • BSDライクの制限の緩いライセンス – GPLが使えない企業など – FreeBSDのデフォルトコンパイラ • モジュール化による再利用性 –
一部分にフォーカスできて再発明が不要 – ライブラリのように外からも叩ける – 実装がわかりやすい(GCCと比較して)
LLVMの流れ C/C++ Objective-C Haskell OCaml LLVM IR (中間表現) X86/X86-64 ARM
MIPS C/C++ JavaScript PTX/NVPTX
LLVMの流れ C/C++ Objective-C Haskell OCaml LLVM IR (中間表現) X86/X86-64 ARM
MIPS C/C++ JavaScript PTX/NVPTX フロントエンド ミドルエンド バックエンド
LLVMの流れ C/C++ Objective-C Haskell OCaml LLVM IR (中間表現) X86/X86-64 ARM
MIPS C/C++ JavaScript PTX/NVPTX フロントエンド ミドルエンド バックエンド アセンブリ オブジェクト生成
Passの概念 • LLVMでの処理は全てPassで行われる – 解析・最適化・コード生成 • 利用者は任意のPassを組み合わせて使う – llc などはそれらのデフォルトの組み合わせ
– opt で特定のPassを適用することもできる
Passの種類 • ImmutablePass • ModulePass • FunctionPass • LoopPass •
RegionPass • BasicBlockPass • MachineFunctionPass – バックエンド用Pass – 実際はFunctionPass ミドルエンド用
アジェンダ • 自己紹介 • 小ネタ • LLVMについて • LLVMバックエンド •
最適化のポイント
バックエンドの流れ • LLVM IRを入力として何度か形式を変える – 形式の変更のことをLoweringと呼ぶ – 処理はMachineFunctionPassで行われる LLVM IR
SelectionDAG MachineCode MC Layer Assembly Object SelectionDAGISel MachineFunctionPass AsmPrinter
SelectionDAGISelパス • LLVM IRをDAG(有向非巡回グラフ)に変換 • ノードの置き換えや共通部分削除など • 最終的にMachineCodeを生成 LLVM IR
SelectionDAG MachineCode MC Layer Assembly Object
SelectionDAGISelパス • Lowering – LLVM IRからSDNode(illegal)への変換 • Combine – パターンマッチによる最適化
• Legalize – SDNode(illegal)からSDNode(legal) • Select – SDNodeからMachineCodeへの変換 • Schedule – 命令のスケジューリング LLVM IR SelectionDAG MachineCode MC Layer Assembly Object
MachineCode • より機械語に近い形式 – LLVM IRは機械語と比較すると抽象度が高い – 実際の命令や物理レジスタを持つ • フェーズによって形式が変わる
– 仮想レジスタ、PHIノード有、SSA形式 – 物理レジスタ、PHIノード無、Non-SSA形式 • 構造はLLVM IRと似ている – BasicBlock, Function, Instruction, Operand LLVM IR SelectionDAG MachineCode MC Layer Assembly Object
MachineSSAOptimization • SSA形式でのターゲット依存の最適化 – Stack Slot Coloring – Local Stack
Slot Allocation – Peephole Optimization – 他にも… LLVM IR SelectionDAG MachineCode MC Layer Assembly Object
Non-SSA形式でのパス • Eliminate PHI nodes – Φノードをここでやっと削除 – Non-SSA形式になる •
Register Allocation – 仮想レジスタから物理レジスタに • Prologue/Epilogue Insertion – 関数呼び出しに関するターゲット依存の処理 LLVM IR SelectionDAG MachineCode MC Layer Assembly Object
AsmPrinterパス • コード生成 – アセンブリもオブジェクトも共通処理 • MC Layerで抽象化されている • AsmPrinterの役割
– MachineCodeからMCInstへのLowering – MC Layerの操作 LLVM IR SelectionDAG MachineCode MC Layer Assembly Object
MC Layer(MCInst) • コード生成などを抽象化するレイヤ – アセンブリ, オブジェクト, JIT – 処理が共通化
• MCInst – MC Layerで扱う命令形式 – 関数などの構造が無くフラット LLVM IR SelectionDAG MachineCode MC Layer Assembly Object
MC Layer Assembly (.s) Code (.c) Object (.o) MCStreamer MCInst
Disassembler Assembly (.s) Object (.o) Execution Code Generator Assembly Parser Assembly Printer Object Writer MCJIT Assembly (.s) Assembly Printer MC Layer LLVM IR SelectionDAG MachineCode MC Layer Assembly Object
コード生成後 • 各種ツールもある – llvm-objdump ( .o => .s) –
clang (.o => a.out) • リンカ代わり – llvm-linker (.ll => .ll) – llc (.ll => .s or .o) LLVM IR SelectionDAG MachineCode MC Layer Assembly Object
アジェンダ • 自己紹介 • 小ネタ • LLVMについて • LLVMバックエンド •
最適化のポイント
最適化のポイント • 最適化可能な場所が多い – 粒度が異なる – どこでやるか? • フロントエンド •
ミドルエンド • バックエンド
最適化のポイント • フロントエンド – LLVM IRに落とすところも重要 – 元のソースコードの意味を活かせる • ミドルエンド
– 多くの情報を失っているがまだ大幅な最適化が できる • メタデータで情報を残すこともできる – 自動並列化(祖粒度,細粒度)
バックエンドでの最適化 • 機械命令レベルの最適化 – 1命令を減らす最適化はバックエンドでのみ • LLVM IRと同じ意味になる命令へ置き換え – パターンマッチによる置き換え(SelectionDAG)
– 大規模な最適化はできない(?) • 関数を超えた最適化はできないかも • 置き換え以上のことをやるなら独自Pass – 好きなタイミングでPass実行もできる • SSA or Non-SSA – 自分はやったことないですが…
LLVMとの戦いはまだまだ続く… fin.