源代码优化器

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描述

内联是部分求值的一种形式 [1]。

代码

代码需要 [Metalua 0.5]（开发分支）。

它包含以下文件

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

快速入门

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

下面是一些 Lua 示例的内联示例（在函数名前添加“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

代码将内联立即求值的匿名函数

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

以及“常量”的局部函数（函数变量从不修改）

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

它消除了无用函数，例如完全内联的函数（如上所述）。它正确地执行转换以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和调试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面的函数，因为访问全局变量x“可能”会触发全局环境上的元表，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，环境将不再是一个问题，但一些调试函数仍然使用堆栈级别。）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程度

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

这可以在每个函数的基础上进行，也可以是文件中更全局的默认设置。（有关建议的语法设计，请参阅 LuaFish 中的 luaanalyze。）

有关更多详细信息，请参阅 sourceoptimizer.mlua 的源代码。

限制

警告：对于内联函数使用 setfenv 或利用堆栈级别的调试函数的奇特情况，可能无法正常工作（见上文）。getfenv/setfenv 问题在 LuaFiveTwo 中将不那么重要。

可能的应用

• 避免手动内联函数进行优化（优化技巧）。
• 重构
• 在发送到 LuaToCee 之前优化代码。
• 优化来自源代码预处理器的自动生成的 Lua 代码，包括 MetaLua 和令牌过滤器。（使用原生 Lua 字节码生成器扩展 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]"（通常更有效）。仅当文件中未重新定义 ipairs 时才执行此操作。但允许 "local ipairs = ipairs"。
• 删除无用代码，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