编译优化
优化器是连接编译器前端和后端的重要部分，本文简要介绍一些常见的编译优化手段，需要注意的是编译优化本质上是对程序代码的一种转换，在大多数情况下是对程序的优化，但在某些特殊情况下并不能起到优化效果，具体应用这些优化需要考虑后端架构、程序体积等。
常量折叠和常量传播
编译器优化中有一个指导策略，即尽量把计算时机提前，能够在编译时期计算完成的不要拖到程序执行时，常量折叠和常量传播就是对这种策略的践行。
常量折叠会将只包含常量的表达式或子表达式替换为计算结果，比如：
double a, b;
a = b + 1.0 / 3.0;
替换为： double a, b; a = b + 0.33333;
常量传播会将值已经确定值的变量替换为具体值，例如：
int x = 14;
int y = 7 - x / 2;
转换为：
int x = 14;
int y = 7 - 14 / 2;
常量折叠和常量传播经常会联合使用，常量折叠后可能会产生使用常量传播的机会，同样常量传播后可能会产生使用常量折叠的机会。
函数内联
函数内联会将函数调用替换为具体的函数体代码，例如：
float square(float a)
{ return a * a;}
float x = square(1.2);
替换为：
float x = 1.2 * 1.2;
函数内联多应用于函数调用次数少，函数体长度短的情况中。其优点如下：
- 消除了调用、返回和参数传递的开销。
- 如果只有一个内联函数调用，代码就会变小。
- 函数内联破坏了函数间调用关系，一定程度上起到了代码混淆作用。
函数内联的缺点是如果要内联的函数被多次调用，且函数体很大，那么代码体积会变大很多。
公共子表达式消除
如果同一个子表达式出现多次，那么编译器可以通过优化只计算一次，例如：
int a, b, c;
b = (a+1) * (a+1);
c = (a+1) / 4;
编译器会替换成这样：
int a, b, c, temp;
temp = a + 1;
b = temp * temp;
c = temp / 4;
需要注意的是公共子表达式消除可能会带来一些寄存器压力，因为需要定义更多的变量。
死代码消除
编译器在编译时会将不会被执行的代码消除掉，移除这类的代码有两种优点，首先可以减少程序的大小，其次还可以避免程序在运行中进行不相关的运算行为，缩减运行时间。 举例如下：
int a = 10;
int b = a * 10;
return 0;
优化为：
return 0;
循环展开
编译器在高度优化下，会将循环展开，它可以展开重复次数很低的循环，来避免循环的开销，例如：
int i, a[2];
for (i = 0; i < 2; i++)
a[i] = i+1;
展开为：
int a[2];
a[0] = 1;
a[1] = 2;
要注意过多的循环展开不一定是好事，因为它占用了代码缓存中太多的空间，同时也增大了程序的体积。
循环不变代码移除
如果循环中的某些运算与循环计数器无关，可以将其移出循环体。例如：
int a[10], b;
for (int i = 0; i < 10; i++) { a[i] = b * b;}
编译器可以改变它为：
int i, a[10], b, temp;
temp = b * b;
for (i = 0; i < 10; i++) { a[i] = temp;}
计算规模缩减
编译器可以使用运算难度小的表达式来替换难度大的表达式，例如：
int a;
int b = a * 32;
转化为：
int a;
int b = a << 5;
llvm提供的pass
llvm框架提供了一系列用于进行代码变换的pass，这些pass工作在ir层面
编译器优化选项
一般我们开发的程序都有两个版本，Debug版本和Release版本，Debug版本是调试版本，该版本通常不带任何优化，发布程序的时候会使用Release版本，该版本会对程序做很多优化。优化有两个方向，一个是优化程序体积，一个优化运行速度，当速度优化到极致时，有可能程序体积不是最小，当程序体积优化到最小时，一般程序执行速度不是最快的。 以clang编译器为例，存在O0、O1、O2、O3等优化选项，O0为默认选项，采取很少的优化措施，一般来说使用O2级别优化即可，从O0到O1、O2、O3随着优化级别的提升，能够得到的提升越来越不明显，甚至可能出现更高级别的优化反而不如低级别优化的情况。