컴파일 파고들기

컴파일이 뭔가요?

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사람이 이해하기 쉬운 코드로 구성된 고수준언어를 컴퓨터가 이해할 수 있는 저수준 언어 기계어 또는 중간언어로 번역하는 과정을 의미합니다.

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왜 기계어와 중간언어로 나뉘는건가요?

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프로그램 빌드시 중간언어로 번역하는 컴파일 과정이 한번 발생되며, 프로그램 실행 시 준비되어 있던 중간언어를 CPU가 이해할 수 있게 번역하는 컴파일 과정이 일어납니다.

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왜 굳이 두번으로 나뉘는건가요? 그냥 한번에 기계어로 끝내면 되는거 아닌가요?

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우선 CPU 마다 이해할 수 있는 기계어가 전부 다릅니다. 이에따라 고수준언어를 기계어로 바로 번역하게 될 경우

모든 CPU 마다 다른 빌드작업이 필요하게 됩니다.

그에 반면 중간언어로 컴파일을 미리 준비해놓고 이를 실행환경에 맞게 약간의 컴파일 과정으로 유연성을 확보할 수 있습니다.

 

또한, 중간언어에서 기계어로 번역할 경우 실행환경에 맞는 최적화 과정이 일어나는데 미리 기계어로 번역할 경우 환경정보를 고려하지않은 컴파일을 미리 수행했으므로 동적으로 발생되는 최적화의 효율성을 확보하지 못하게 됩니다.

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여기서 말하는(동적 최적화, 중간언어 -> 기계어) 최적화는 뭔가요?

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중간코드에서 기계어로 컴파일하는 과정중에는 실행환경,성능을 고려한 동적인 최적화 과정이 발생됩니다.

대표적으로 레지스터 할당, 인라인 함수화, 명령어 재배치, 런타임 타입지정 과 같은 최적화가 있습니다.

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이전 컴파일 단계의 고수준언어 -> 중간언어 컴파일 과정의 최적화는 뭔가요?

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해당 과정의 컴파일 과정은 어휘분석, 구문분석, 의미분석, 중간코드 생성, 최적화 과정이 있으며 이 과정에서 최적화 단계는 중간코드생성, 최적화 단계에서 적용되며 이때 불필요한 연산을 제거하거나 CPU 파이프라인 스톨을 방지하는 명령어 재배치 같은 최적화가 발생됩니다.

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CPU 파이프라인스톨은 뭔가요?

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CPU는 싱글코어 더라도 클럭 주기에 따라 명령어를 파이프라인 구조로 겹쳐 실행해 동시에 여러 명령어를 처리할 수 있습니다.

하지만 명령어간 데이터 의존성이 있는 경우 먼저 실행하고 있는 명령어의 결과를 기다려야 하는데, 이때 CPU 파이프라인이 멈추는 현상이 발생되며 이를 파이프라인 스톨이라 합니다.

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