Source Optimizer

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描述

内联是部分求值的一种形式[1]。

代码

该代码需要[Metalua 0.5]（开发分支）。

它由以下文件组成：

• [dmlib/sourceoptimizer.mlua] - 库模块 (Metalua 语言)
• [sourceoptimize.lua] - 命令行工具
• [test_sourceoptimizer.lua] - 测试套件

快速开始

Download tar file from http://github.com/fab13n/metalua/tree/0.5-branch .

tar xzvf fab13n-metalua-28e8e1037ab33d96c123667f4c3fc94b5aca83bc.tar.gz
mv fab13n-metalua-28e8e1037ab33d96c123667f4c3fc94b5aca83bc metalua
cd metalua && make

Download sourceoptimizer.mlua and place in metalua/build/lib/dmlib .
Download sourceoptimize.lua and place in metalua/ .
Download fib.lua example and place in metalua/ .

./build/bin/metalua sourceoptimize.lua fib.lua
# or
./build/bin/metalua sourceoptimize.lua fib.lua  | lua -

示例

这是一个基本示例。

-- input:
local y=-1
local function square(x) return x*x end
local function g(x) return x >= 0 and square(square(x))+1 or 1 end
while (function() y = g(y)^(1/4) return y < 2 end)() do
  print(y)
end

-- output:
local y = - 1
while 1 do
   local __v13x = y
   local __v10 = 0 <= __v13x
   if __v10 then
      local __v12x = __v13x
      local __v14x = __v12x * __v12x
      __v10 = __v14x * __v14x + 1
   end
   local __v11 = __v10
   if not __v11 then
      __v11 = 1
   end
   y = __v11 ^ (1 / 4)
   if not (y < 2) then
      break
   end
   print (y)
end

以下是一些内联 Lua 示例的例子（在函数名之前添加 "local"，这是内联所必需的）：

• [fib.lua] [fib-out.lua]
• [sort.lua] [sort-out.lua]
• [bisect.lua] [bisect-out.lua]
• [sieve.lua] [sieve-out.lua]
• [license.html]

功能说明

该代码将内联立即被求值的匿名函数。

x=(function(x) return x*x end)(y())
--> local __v1x=y() x=__v1x*__v1x

以及 "常量"（函数变量从未被修改）的局部函数。

local function square(x) return x*x end; x=square(y())
--> local __v1x=y() x=__v1x*__v1x

它会消除死函数，例如那些完全被内联的函数（如上所述）。它能正确地执行转换，将表达式转换为语句。

x = y or (function(x)z=1 return x*x end)(w)
--> local __v2=y if not __v2 then local __v1x=w z=1 __v2=__v1x*__v1x end x=__v2

if (function()x=x+1 return x end)() then f()
elseif (function()y=y+1 return y end)() then g()
else h() end
--> x=x+1 if x then f()else y=y+1 if y then g()else h()end end

使用 setfenv 和带有 debug 库的堆栈级别的函数可能无法正确内联。这可能发生在访问任何全局变量时。

local function f() local _ = x end
f()

理论上，我们不应该内联上述函数，因为访问全局变量 x "可能"会触发全局环境的元表，进而可能改变 f 的环境，因此内联 f 会改变 f 调用者的环境。（在LuaFiveTwo中，环境将不再是问题，但某些 debug 函数仍然会使用堆栈级别。）理想情况下，翻译器应该扩展以支持 Lua 注释中的 pragma，这些 pragma 定义了我们希望内联的激进程度。

--!inline
local function f() local _ = x end
f()

这可以按函数进行，也可以是文件中的更全局的默认设置。（请参阅 LuaFish 中的 luaanalyze，以获取建议的语法设计。）

更多详情请参阅 sourceoptimizer.mlua 的源代码。

局限性

警告：对于某些不常见的情况，例如内联函数使用 setfenv 或利用堆栈级别的 debug 函数（见上文），可能无法正常工作。getfenv/setfenv 问题在LuaFiveTwo中会不那么显著。

可能的应用

• 避免手动内联函数以进行优化（OptimisationTips）。
• 重构。
• 在将代码发送到LuaToCee之前进行优化。
• 优化由源预处理器自动生成的 Lua 代码，包括MetaLua和 token 过滤器。（使用原生 Lua 字节码生成器来扩展 Metalua `Stat 节点？）
• LuaJIT 2.x 是否做了类似的事情？LuaList:2009-02/msg00411.html

可能的扩展

• 将 "for i,v in ipairs(t) do" 替换为 "local __t=t; for i=1,#__t do local v=__t[i]" （通常效率更高）。仅当 ipairs 在文件中未被重新定义时执行。但允许 "local ipairs = ipairs"。
• 移除死代码，例如 "if false then ... end"。
• 添加选项以保留行号，以减少对调试信息的影响。LuaList:2010-06/msg00311.html

作者

DavidManura