mir
version 1.0.0
#define Size 819000
int sieve ( int N ) {
int64_t i , k , prime , count , n ; char flags [ Size ];
for ( n = 0 ; n < N ; n ++ ) {
count = 0 ;
for ( i = 0 ; i < Size ; i ++ )
flags [ i ] = 1 ;
for ( i = 0 ; i < Size ; i ++ )
if ( flags [ i ]) {
prime = i + i + 3 ;
for ( k = i + prime ; k < Size ; k += prime )
flags [ k ] = 0 ;
count ++ ;
}
}
return count ;
}
void ex100 ( void ) {
printf ("sieve (100) = %d", sieve (100));
} m_sieve : module
export sieve
sieve : func i32, i32:N
local i64:iter, i64:count, i64:i, i64:k, i64:prime, i64:temp, i64:flags
alloca flags, 819000
mov iter, 0
loop : bge fin, iter, N
mov count, 0; mov i, 0
loop2 : bge fin2, i, 819000
mov u8:(flags, i), 1; add i, i, 1
jmp loop2
fin2 : mov i, 0
loop3 : bge fin3, i, 819000
beq cont3, u8:(flags,i), 0
add temp, i, i; add prime, temp, 3; add k, i, prime
loop4 : bge fin4, k, 819000
mov u8:(flags, k), 0; add k, k, prime
jmp loop4
fin4 : add count, count, 1
cont3 : add i, i, 1
jmp loop3
fin3 : add iter, iter, 1
jmp loop
fin : ret count
endfunc
endmodule
m_ex100 : module
format : string "sieve (10) = %dn"
p_printf : proto p:fmt, i32:result
p_sieve : proto i32, i32:iter
export ex100
import sieve, printf
ex100 : func v, 0
local i64:r
call p_sieve, sieve, r, 100
call p_printf, printf, format, r
endfunc
endmodulefunc描述函数的签名（采用 32 位有符号整数参数并返回 32 位有符号整数值）和函数参数N ，它将是 64 位有符号整数类型的局部变量;string以C字符串的形式描述数据export描述当前模块外部可见的模块功能或数据import描述了应该在其他 MIR 模块中定义的模块函数或数据proto描述了函数原型。其语法与func语法相同call是调用函数的 MIR 指令MIR_load_external加载外部 C 函数m1和m2是模块m_sieve和m_e100 ， func是函数ex100 ， sieve是函数sieve ）： /* ctx is a context created by MIR_init / MIR_init2 */
MIR_load_module ( ctx , m1 ); MIR_load_module ( ctx , m2 );
MIR_load_external ( ctx , "printf" , printf );
MIR_link ( ctx , MIR_set_interp_interface , import_resolver );
/* or use MIR_set_gen_interface to generate and use the machine code */
/* or use MIR_set_lazy_gen_interface to generate function code on its 1st call */
/* use MIR_gen (ctx, func) to explicitly generate the function machine code */
MIR_interp ( ctx , func , & result , 0 ); /* zero here is arguments number */
/* or ((void (*) (void)) func->addr) (); to call interpr. or gen. code through the interface */binfmt_misc在 Linux 上运行二进制 MIR 文件mir-bin-run二进制文件已准备好通过binfmt_misc使用以下行（示例）：
line=:mir:M::MIR::/usr/local/bin/mir-bin-run:P
echo $line > /proc/sys/fs/binfmt_misc/register请根据您的系统调整 mir-bin-run 二进制路径，这是默认路径
并运行
c2m your-file.c -o your-file
chmod +x your-file
./your-file your args可执行文件可通过环境变量“配置”：
MIR_TYPE设置代码执行的接口： interp （用于解释）、 jit （用于生成）和lazy （用于延迟生成，默认）；MIR_LIBS （冒号分隔列表）定义要加载的额外库的列表；MIR_LIB_DIRS或LD_LIBRARY_PATH （冒号分隔列表）定义用于搜索库的额外目录列表。由于
mir-bin-run与binfmt_misc的绑定性质，直接调用mir-bin-run可能有点奇怪。 binfmt_misc 上的P标志传递一个额外的参数，其中包含 MIR 二进制文件的完整路径。
优化流程非常短，速度快且重量轻
仅最有价值的优化用途：
不同的优化级别可调整编译速度与生成的代码性能
MIR 的SSA形式用于寄存器分配之前
针对极端生成代码性能的优化实施的简单性
有关完整 JIT 编译器管道的更多详细信息：
简化：降低 MIR
Inline ：内联 MIR 调用
Build CFG ：构建控制流图（基本块和CFG边）
构建 SSA ：通过向操作数添加 phi 节点和 SSA 边来构建单一静态赋值形式
地址转换：删除或更改 MIR ADDR 指令
全球价值编号：通过 GVN 删除冗余 insn。这包括恒定传播和冗余负载消除
复制传播：SSA复制传播并删除冗余扩展指令
死店消除：删除多余的店
死代码消除：删除具有未使用输出的insn
压力释放：移动insns以降低套准压力
SSA组合：组合地址以及比较和分支指令对
SSA 之外：删除 phi 节点和 SSA 边
Jump opts ：不同的跳跃优化
Machinize ：运行机器相关代码转换 MIR 以调用 ABI、2-op insns 等
Find Loops ：寻找自然循环并构建循环树
构建活信息：计算基本块的活入和活出
构建寄存器冲突：为涉及移动的寄存器构建冲突矩阵。它用于寄存器合并
Coalesce ：积极的寄存器合并
寄存器分配器 (RA) ：基于优先级的线性扫描 RA，具有生命范围分割
构建生命范围：计算寄存器的程序点范围
分配：用于-O0的快速RA或用于-O1及以上的基于优先级的线性扫描RA
重写：使用保留的硬寄存器根据分配转换 MIR
组合（代码选择）：将数据依赖的insn合并为一个
死代码消除：删除具有未使用输出的insn
生成机器 Insns ：运行与机器相关的代码创建机器 Insns
c2m实现了一个小型 C11（2011 ANSI C 标准，带有一些 GCC 扩展）。请参阅 README.mdmir.h和mir.c包含主要 API 代码，包括 MIR 二进制和 MIR 文本表示的输入/输出mir-dlist.h 、 mir-mp.h 、 mir-varr.h 、 mir-bitmap.h 、 mir-hash.h 、 mir-htab.h 、 mir-reduce.h包含相应的双链接通用代码列表、内存池、可变长度数组、位图、哈希计算、哈希表以及压缩/解压缩数据。文件mir-hash.h是哈希表使用的通用、简单、高质量的哈希函数mir-interp.c包含用于解释 MIR 代码的代码。它包含在mir.c中并且从不单独编译mir-gen.h 、 mir-gen.c 、 mir-gen-x86_64.c 、 mir-gen-aarch64.c 、 mir-gen-ppc64.c 、 mir-gen-s390x.c和mir-gen-riscv64.c包含 MIR JIT 编译器的代码mir-gen-x86_64.c 、 mir-gen-aarch64.c 、 mir-gen-ppc64.c 、 mir-gen-s390x.c和mir-gen-riscv64.c是 JIT 编译器的机器相关代码mir-.c 包含解释器和 JIT 编译器常见的简单机器相关代码mir-.h 包含解释器和 JIT 编译器通用的声明mir2c/mir2c.h和mir2c/mir2c.c包含 MIR 到 C 编译器的代码。生成的代码可能不可移植c2mir/c2mir.h 、 c2mir/c2mir.c 、 c2mir/c2mir-driver.c和c2mir/mirc.h包含 C 到 MIR 编译器的代码。目录c2mir/x86_64和c2mir/aarch64 、 c2mir/ppc64 、 c2mir/s390x和c2mir/riscv64中的文件相应包含用于 C 到 MIR 编译器的 x86_64、aarch64、ppc64le、s390x 和 riscv 机器相关代码mir-bin-run.c包含上述mir-bin-run的代码b2ctab实用程序的文件mir-bin-driver.c可用于从 MIR 二进制文件生成二进制文件的便携式方式mir-utils包含使用 MIR 的不同实用程序，例如将二进制 MIR 转换为文本 MIR，反之亦然adt-tests 、 mir-tests 、 c-tests和c-benchmarks包含用于测试和基准测试 MIR 和c2m的代码make bench和make test运行一些基准测试和测试Intel i5-13600K，FC37 下 64GB 内存，GCC-12.3.1
| MIR 发生器 | MIR 解释器 | 海合会-O2 | 海湾合作委员会-O0 | |
|---|---|---|---|---|
| 编译[1] | 1.0 （249 秒） | 0.09（22 微秒） | 109 （27.1 毫秒） | 105（26.1 毫秒） |
| 执行 [2] | 1.0 （1.74秒） | 13.7（23.8秒） | 0.92 （1.6秒） | 2.28（3.97 秒） |
| 代码大小 [3] | 1.0 (557KB) | 0.43 (240KB) | 58 (32.2MB) | 58 (32.2MB) |
| LOC [4] | 1.0 (23.4K) | 0.48（11.3K） | 103 (2420K) | 103 (2402K) |
[1] 基于 C 筛代码的编译时间（没有任何包含文件，并且使用 GCC 的内存文件系统）以及由优化级别 2 的 MIR 解释器和 MIR 生成器生成的相应 MIR 筛代码
[2] 基于使用 MIR 生成器优化级别 2 的 10 次运行的最佳运行时间
[3] 基于 GCC 和 MIR 核心的 cc1 的剥离大小以及 MIR 的解释器或生成器
[4] 我的估计仅基于 x86-64 GNU C 编译器所需的文件和用于创建和运行 MIR 代码的最小程序的 MIR 文件
Intel i5-13600K，FC37 下 64GB 内存，GCC-12.3.1
| c2m -O2 -eg（发电机） | c2m-ei（解释器） | 海合会-O2 | 海湾合作委员会-O0 | |
|---|---|---|---|---|
| 编译[1] | 1.0 （336us） | 1.0（337 秒） | 80 （27.1 毫秒） | 77（26.1 毫秒） |
| 执行 [2] | 1.0 （1.74秒） | 13.7（23.8秒） | 0.92 （1.6秒） | 2.28（3.97 秒） |
| 代码大小 [3] | 1.0 (961KB) | 1.0 (961KB) | 34 (32.2MB) | 34 (32.2MB) |
| LOC [4] | 1.0 (54.8K) | 1.0 (54.8K) | 44 (2420K) | 44 (2420K) |
[1] 基于 C sieve 代码的编译时间（没有任何包含文件并使用 GCC 内存文件系统）
[2] 基于使用 MIR 生成器优化级别 2 的 10 次运行的最佳运行时间
[3] 基于 GCC 和 C2MIR、MIR 核心、解释器和 MIR 生成器的 cc1 的剥离大小
[4] 基于除测试之外的所有源文件
下面是在同一台机器上针对不同 C 编译器在 15 个小型 C 基准测试（来自目录c-benchmarks ）上生成的与 GCC -O2 相关的代码性能，其中
| 平均的 | 几何平均法 | |
|---|---|---|
| 海合会-O2 | 1.00 | 1.00 |
| 海湾合作委员会-O0 | 0.63 | 0.57 |
| c2m-eg | 0.96 | 0.91 |
| c2m-eb | 0.92 | 0.85 |
| 奇比克 | 0.38 | 0.30 |
| 铿锵-O2 | 1.12 | 1.09 |
| cparser-O3 | 1.02 | 0.98 |
| 进程 | 0.68 | 0.65 |
| 紫胶-O3 | 0.47 | 0.39 |
| 聚碳酸酯-O | 0.80 | 0.78 |
| TCC | 0.54 | 0.50 |
| emcc-O2/wasmer | 0.60 | 0.55 |
| wasi -O2/wasmer 起重机 | 0.60 | 0.54 |
| wasi-O2/wasmer LLVM | 0.78 | 0.72 |
| wasi-O2/wasmer 单通道 | 0.45 | 0.36 |
| 瓦西-O2/wasmtime | 0.92 | 0.87 |
c2m ）移植到另一个目标 1-2 个月
