Abo
  • Services:

Link-Time-Optimization: LLVM macht LTO fast so schnell wie normale Optimierung

Mit einer neuen Art der Optimierung während des Linkens eines Programms (LTO) benötigt LLVM nur etwas mehr Zeit als bei der "normalen" Optimierung beim Kompilieren. Auch den Speicherbedarf für LTO konnte das Team drastisch reduzieren.

Artikel veröffentlicht am ,
Dank einer neuen Technik wird die LTO in LLVM deutlich schneller.
Dank einer neuen Technik wird die LTO in LLVM deutlich schneller. (Bild: LLVM)

Die meisten Compiler verfügen inzwischen über Möglichkeiten der Programmoptimierung, etwa um die Laufzeit zu verbessern. Bei der Link-Time-Optimization (LTO) wird dieser Vorgang erst beim Linken des Programms durchgeführt, wodurch das gesamte Programm auch über mehrere Module hinweg optimiert werden kann. Mit dem neuen Ansatz Thin LTO hat es das LLVM-Team geschafft, den für den Vorgang benötigten Speicherbedarf drastisch zu reduzieren und nur noch etwas mehr Zeit als für die normale Optimierung zu benötigen.

  • Der Ablauf des neuen Thin LTO (Bild: LLVM)
  • Der Ablauf des alten LTO (Bild: LLVM)
Der Ablauf des neuen Thin LTO (Bild: LLVM)
Stellenmarkt
  1. Galeria Kaufhof GmbH, Köln
  2. Alfred Kärcher GmbH & Co. KG, Winnenden bei Stuttgart

Trotz der durch LTO meist besseren Ergebnisse im Vergleich zur normalen Optimierung hatte die Technik vor allem für sehr große Anwendungen entscheidende Nachteile. Denn bei dem bisherigen Ansatz ist der gesamte erzeugte Bitcode zu einem großen monolithischen Modul zusammengefasst worden, auf dem dann die Optimierungen in einem einzigen Thread durchgeführt worden sind.

Paralleler Ablauf dank Zusatzinformationen

Bei Thin LTO wird jedoch auf das Zusammenführen des Bitcodes zu dem monolithischen Modul vollständig verzichtet. Um dennoch eine globale Analyse des gesamten Programms durchführen zu können, werden kompakte Übersichten der einzelnen kleineren Module erstellt. Ebenso wird ein Index der Orte von Funktionen erstellt, um diese später über Modulgrenzen hinweg importieren zu können. Dieser Import umfasst zudem nur jene Funktionen, die wahrscheinlich von einer Inline-Ersetzung betroffen sein werden. Die tatsächlichen Optimierungen geschehen dann völlig parallel in mehreren Threads.

Die wichtigste Voraussetzung für diesen Ablauf sei das Erstellen der Übersichten der Module, die quasi nebenbei beim Kompilieren in die LLVM-Zwischenschicht (Intermediate Representation, IR) erzeugt werden. Dabei werden sämtliche globalen Variablen und Funktionen berücksichtigt und eine Modul-Übersicht enthält zudem Metadaten, die als Abstraktion für einzelne Symbole dienen soll.

Zwar sei Thin LTO noch in Arbeit, die LLVM-Autoren bewerten dessen Leistung aber im Vergleich zur bisherigen LTO als gut. So werden in vielen Fällen die Leistungssteigerungen des LTO auch mit der neuen Technik erreicht. Allerdings ist der gesamte Kompiliervorgang mit dem neuen Ansatz wesentlich schneller als das alte LTO und reicht fast an die Geschwindigkeit des Kompilierens mit der normalen Optimierung heran. Darüber hinaus sind anders als bei der alten Technik mit Thin LTO sehr schnelle inkrementelle Builds möglich.

Derzeit genutzt werden kann Thin LTO mit dem Gold Plugin ebenso wie Ld64 in Apples Xcode 8. In der kommenden Version LLVM 3.9 wird das C-Frontend Clang Thin LTO über eine Kommandozeilenoption unterstützen.



Anzeige
Spiele-Angebote
  1. (-70%) 8,99€
  2. (-50%) 29,99€
  3. 14,99€
  4. 1,25€

das sushi 28. Jun 2016

Er ist noch nicht fertig, aber geben tut es ihn seit 3.7 glaub ich. Da ich keinen System...


Folgen Sie uns
       


Xbox Adaptive Controller (Herstellervideo)

Der adaptive Controller von Microsoft hilft Menschen mit Behinderung beim Spielen.

Xbox Adaptive Controller (Herstellervideo) Video aufrufen
Indiegames-Rundschau: Kampfkrieger und Abenteuer in 1001 Nacht
Indiegames-Rundschau
Kampfkrieger und Abenteuer in 1001 Nacht

Battletech schickt Spieler in toll inszenierte Strategieschlachten, eine königliche Fantasywelt und Abenteuer im Orient: Unsere Rundschau stellt diesmal besonders spannende Indiegames vor.
Von Rainer Sigl

  1. Indiegames-Rundschau Mutige Mäuse und tapfere Trabbis
  2. Indiegames-Rundschau Zwischen Fake News und Mountainbiken
  3. Indiegames-Rundschau Tiefseemonster, Cyberpunks und ein Kelte

Recycling: Die Plastikwaschmaschine
Recycling
Die Plastikwaschmaschine

Seit Kurzem importiert China kaum noch Müll aus dem Ausland. Damit hat Deutschland ein Problem. Wohin mit all dem Kunststoffabfall? Michael Hofmann will die Lösung kennen: Er bietet eine Technologie an, die den Abfall in Wertstoff verwandelt.
Ein Bericht von Daniel Hautmann


    Projektoren im Vergleichstest: 4K-Beamer für unter 2K Euro
    Projektoren im Vergleichstest
    4K-Beamer für unter 2K Euro

    Bildschirme mit UHD- und 4K-Auflösung sind in den vergangenen Jahren immer preiswerter geworden. Seit 2017 gibt es den Trend zu hoher Pixelzahl und niedrigem Preis auch bei Projektoren. Wir haben vier von ihnen getestet und stellen am Ende die Sinnfrage.
    Ein Test von Martin Wolf

    1. Sony MP-CD1 Taschenbeamer mit Akku und USB-C-Stromversorgung
    2. Mirraviz Multiview Splitscreen-Games spielen ohne die Möglichkeit, zu schummeln
    3. Sony LSPX-A1 30.000-Dollar-Beamer strahlt 80 Zoll aus 0 cm Entfernung

      •  /