什麼是SSA以及SSA的作用

這是一個建立於 的文章，其中的資訊可能已經有所發展或是發生改變。

SSA概述

SSA在Go1.7中被引入，這個特性對編譯器的效能有很大的提高，但是也導致編譯過程有些減速。下面來結合網上的資糧和書籍，簡單說明一下SSA以及SSA的應用。

SSA 代表 static single-assignment，是一種IR(中間表示代碼)，要保證每個變數只被賦值一次。這個能協助簡化編譯器的最佳化演算法。

 y := 1 y := 2 x := y

比如上面這段代碼，y = 1其實是停用，這個要通過定義的可達分析來確定y是要用1還是2，而SSA有一個標識符可以稱之為版本或者“代“。

 y1 := 1 y2 := 2 x1 := y2

這樣就沒有任何間接值了。用SSA表示的好處是對於同一個變數的無關使用表示成不同“代”，可以方便很多編譯器的最佳化演算法的實現。

一個概念:

Φ(讀作fai) 函數，表示要根據控制流程賦值的“代”。

例子可以參考維基裡的這一段。

三個定義：

A dominate B，如果從起點開始必須通過A到達B。也就是說A是到B的必經之路。

A strictly dominate B，如果 A dominate B，並且A和B不相等。

A 的 dominance frontier 含有B，如果A沒有strictly dominate B，但是 dominate 了B的一個前驅節點。

用遍曆的方式確定 dominance frontier 的虛擬碼。

for each node b    if the number of immediate predecessors of b ≥ 2        for each p in immediate predecessors of b            runner := p            while runner ≠ idom(b)                add b to runner’s dominance frontier set                runner := idom(runner)

idom(b) 代表相鄰的strictly dominate b的結點。這樣的點只有一個，因為相鄰的點有兩個的話就不會是必經之路了。

是一個例子，2的前驅是1和7，7沒有sd(strictly dominate) 2，所以把2加入到7的DF(dominate frontiers)當中。3是7的相鄰sd，然後3不是2的sd所以2加入到3的DF當中，接著2是3相鄰的sd，然後2不是2的sd所以把2加入到2的DF中，最後遍曆到7，5和6不是7的sd所以把7加入到5和6的df當中。

df(A)可以認為是可以通過A到達的，但不是必經之路的點的集合。

有了這個定義以後就可以插入Φ函數了和重新命名了。如果X中有定義a那麼所有df(X)都需要a的Φ函數。並且Φ函數本身也是一個定義。

比如還是同一個例子。

1當中有j的定義，但是df(1)是空的，5當中有j的定義，並且5的df有7所以7當中要插入一個φ(j, j)。j現在在7中定義了(通過φ函數）所以df(7)中的2也要有φ(j, j)，6也有j的定義但是7已經有了φ函數了，2的df有2，但是2已經有φ函數了。類似的方式可以應用到i和k。接著對定義重新命名就可以完成SSA的轉換了。

SSA的應用

上面只是通俗的解釋了一下SSA，沒有給出更多詳細的理論和演算法以及證明，因為證明實在難看懂，下面說一下SSA的應用。

DEAD CODE 消除

因為每個變數都有“代”（因為大家都只被賦值一次），所以很容易檢查出沒有被使用的變數並且刪除對應的定義。另外如果刪除v=x這樣的定義還要在x的use表中把這條語句刪除。

簡單的常量擴充

比如v = φ(c1,c2,...,cn)這種格式，如果c都是相等的可以直接替換成c，或者v=c，如果c是常量的話也可以直接替換掉。在做這些的同時也可以做其他的最佳化，能夠在一趟遍曆中都完成，比如copy propagation，x=y或者x=φ(y)都可以直接用y替換掉x。比如constant folding，x=a+b如果a+b是常量的話，可以直接用常量賦值。

當然還有其他的最佳化演算法，出發點都是基於SSA的簡單性。

從SSA轉換回原始代碼

y = φ(x1, x2, x3)這樣的形式要根據條件分支再拆分回原來的形態，比如滿足1條件，使用y=x1這樣的形式。並且可能會很自然的想把x1和x2變回使用同一個寄存器，但是通過最佳化過程中的一些手段(copy propagation)已經把大部分move指令給最佳化掉了，並且重新推回x可能會有生命週期的影響，所以還是保留了“代”。

總結

其實這個就是把def-use換成了use-def方便做代碼最佳化呀：）害我看那麼久

參考文獻

1. 虎書第十九章
2. 維基百科