在封闭范围内更新变量的 SSA 表示

Question

当编译器使用 SSA 形式表示代码时，对局部变量的更新成为新变量。但是，当变量在封闭范围内时，这并不总是有效，例如（使用 JavaScript 语法来说明，这种情况可能出现在许多语言中）：

function f() {
    var x = 1;
    function g() {
        x++;
    }
    ...
}

通常的表示方式是什么？

Answer 1

闭包中使用的可变自由变量（在您的示例中为x）需要隐式"boxed"。

有两个问题需要考虑。首先，生命周期：变量可能比创建它的范围更长。（f可以returng，或者存储在持久容器中。）其次，共享：变量可以被f、g或f.

创建的任何其他函数

最简单的解决方案是将变量更改为 "box"（一个对象的容器，它是变量的值）。盒子本身是不可变的（也就是说，名称总是指向同一个盒子）。对变量值的修改和引用成为容器setter和getter方法。当然，值的存储必须在不再需要时动态分配和回收（与任何容器一样）。

在某些情况下可以进行优化——甚至可能是大多数情况。

首先，如果变量从未被修改，则可以为每个闭包提供值的副本而不是装箱值。

其次，如果变量是非共享的——它不会被执行 f 创建的任何其他函数关闭，并且在创建 [=12] 之后它不会被 f 引用=] -- 变量可以简单地移动到 g 的闭包中。

实际上，在上述两种情况下，闭包本身都变成了盒子，但这具有不需要单独动态分配的优点。

证明这些优化在特定程序中的有效性需要良好的静态分析。第一个很简单，因为修改很容易在语法上检测到，但第二个需要流分析（至少）。

在上面，我对可能应用优化的情况使用了保守的描述，只需要简单的流程分析；检测其他可能的应用程序更复杂。

SSA representation of updating a variable in enclosing scope