컴파일러 최적화

컴파일러 최적화는 컴파일러가 소스 코드를 실행 가능한 형태로 변환하는 과정에서, 생성된 실행 코드의 성능을 향상시키기 위해 수행하는 일련의 기술 및 과정이다. 최적화의 목표는 일반적으로 실행 속도를 높이거나, 메모리 사용량을 줄이거나, 코드 크기를 줄이는 것이다. 이러한 목표는 때로는 상충될 수 있으며, 컴파일러는 개발자가 지정한 최적화 수준이나 컴파일러 자체의 전략에 따라 균형을 맞추게 된다.

컴파일러 최적화는 다양한 수준에서 이루어질 수 있다. 소스 코드 수준에서의 최적화는 프로그래머가 직접 수행할 수 있는 부분으로, 알고리즘 선택, 자료 구조 개선, 불필요한 연산 제거 등이 포함된다. 컴파일러는 이러한 소스 코드 수준의 최적화를 바탕으로, 중간 코드 수준 및 기계어 수준에서 더 광범위한 최적화를 수행한다.

최적화 기법의 종류

• 지역 최적화: 기본 블록 내에서 수행되는 최적화로, 상수 폴딩, 공통 부분 수식 제거, 죽은 코드 제거 등이 있다.
• 전역 최적화: 함수 전체 또는 프로그램 전체에 걸쳐 수행되는 최적화로, 루프 최적화 (루프 불변 코드 이동, 강도 감소), 데이터 흐름 분석, 인터프로시저 최적화 등이 있다.
• 레지스터 할당: 자주 사용되는 변수를 레지스터에 할당하여 메모리 접근 횟수를 줄이는 최적화이다.
• 인라인 확장: 함수 호출을 해당 함수의 코드로 대체하여 함수 호출 오버헤드를 줄이는 최적화이다.
• 분기 예측: 조건 분기 명령의 결과를 예측하여 파이프라인 중단을 최소화하는 최적화이다.

주의 사항

컴파일러 최적화는 성능 향상에 기여하지만, 항상 긍정적인 결과만을 가져오는 것은 아니다. 최적화 과정에서 코드의 크기가 증가하거나, 디버깅이 어려워질 수 있으며, 특정 환경에서는 성능이 오히려 저하될 수도 있다. 따라서, 최적화 수준을 적절히 조절하고, 성능 테스트를 통해 최적화의 효과를 확인하는 것이 중요하다.