К основному содержанию
скилл CX Codex

compiler-optimizations-deep — скилл для Claude Code: как установить

Разбирает причины неудачной автовекторизации, сброса регистров на стек и настраивает профильную оптимизацию PGO или BOLT при сборке проектов на C и C++.

Установить в Claude Code · Через Skills CLI (Vercel) Все способы и платформы ↓
npx skills add mohitmishra786/low-level-dev-skills --skill compiler-optimizations-deep -a claude-code
Открыть на GitHub

Что делает compiler-optimizations-deep

Скилл объясняет этапы работы компилятора глубже стандартных флагов -O2 и -O3. Он сопоставляет стадии LLVM IR и GCC GIMPLE: вынос инвариантов цикла (LICM), инлайнинг, выбор инструкций и жадное распределение регистров. Агент помогает разобрать вывод clang -Rpass-missed=loop-vectorize, когда цикл не векторизуется из-за неизвестного числа итераций или невыровненных указателей.

Для двухэтапной сборки скилл даёт последовательность команд сбора профиля через llvm-profdata и оптимизации бинарника утилитой BOLT после линковки. Для работы BOLT бинарный файл нельзя очищать от отладочных символов, а линкер обязан сохранить релокации с помощью флага -Wl,--emit-relocs. Без этого утилита завершится аварийно.

Какие задачи решает

  • разобрать диагностику Clang при срыве автовекторизации цикла
  • снизить регистровое давление и убрать лишние сбросы переменных на стек
  • настроить двухэтапную сборку с профильной оптимизацией Clang PGO
  • оптимизировать размещение кода в бинарнике утилитой BOLT

Примеры запросов агенту

  • /compiler-optimizations-deep Почему LLVM не может векторизовать цикл редукции в foo.c?
  • /compiler-optimizations-deep Как уменьшить spilling регистров в горячей функции?
  • /compiler-optimizations-deep Настрой шаги компиляции PGO и BOLT для Clang

Как установить compiler-optimizations-deep

1Через Skills CLI (Vercel)

npx skills add mohitmishra786/low-level-dev-skills --skill compiler-optimizations-deep -a claude-code

2Вручную: положить файлы

~/.claude/skills/compiler-optimizations-deep/SKILL.md

Папка скилла целиком; для одного проекта — .claude/skills/compiler-optimizations-deep/

По шагам, с командами для каждой платформы: Как установить скилл в Claude Code: пять способов

Вопросы о compiler-optimizations-deep

Как установить compiler-optimizations-deep в Claude Code?

Выполните команду npx skills add mohitmishra786/low-level-dev-skills --skill compiler-optimizations-deep -a claude-code. Инструкция сохранится по пути ~/.claude/skills/compiler-optimizations-deep/SKILL.md.

Для чего нужен compiler-optimizations-deep?

Скилл объясняет поведение оптимизатора за рамками стандартных флагов: причины неудачной векторизации циклов, распределение регистров и применение BOLT.

Что требуется для запуска утилиты BOLT?

Скомпилируйте приложение с флагом -Wl,--emit-relocs и не вырезайте отладочные символы, иначе BOLT завершится с ошибкой.

Исходный текст

SKILL.md · MIT
---
name: compiler-optimizations-deep
description: Deep compiler optimizations skill for RA, ISel, and PGO. Use when explaining register allocation, instruction selection, LICM, vectorization limits, or profile-guided optimization beyond -O3. Activates on queries about register allocation, instruction selection, LICM, auto-vectorization failure, PGO, or BOLT.
---

# Compiler Optimizations (Deep)

## Purpose

Explain optimization phases beyond flags: mid-level IR opts, register allocation, instruction selection/scheduling, vectorization boundaries, PGO, and post-link BOLT — bridging `skills/compilers/pgo` and LLVM/GCC internals.

## When to Use

- `-O3` did not vectorize a hot loop
- Teaching why register pressure causes spills
- Planning PGO or BOLT deployment
- Understanding pass interaction (e.g., LICM before vectorize)

## Workflow

### 1. Compiler pipeline map

```
Frontend → LLVM IR / GCC GIMPLE
├── Mid-level: DCE, GVN, LICM, inlining
├── Loop opts: unroll, vectorize
├── Codegen prep: legalize types
├── Instruction selection (DAG → machine ops)
├── Register allocation (greedy, linear scan)
└── Peephole / scheduling
```

### 2. Vectorization failure triage

```bash
clang -O3 -Rpass=loop-vectorize -Rpass-missed=loop-vectorize foo.c
```

| Miss reason | Typical fix |
|-------------|-------------|
| Unknown trip count | peel loop; assert count |
| Dependence | reorder / separate accumulators |
| Function call in loop | inline or outline |
| Alignment unknown | `__builtin_assume_aligned` |

### 3. Register allocation intuition

When live ranges exceed physical registers, the allocator **spills** to stack slots — costly loads/stores. Reducing live ranges (splitting variables, rematerialization) helps.

GCC/LLVM both use graph coloring variants (LLVM "greedy regalloc").

### 4. PGO workflow (Clang)

```bash
clang -fprofile-instr-generate -O2 -o app foo.c
./app   # training workload
llvm-profdata merge default.profraw -o default.profdata
clang -fprofile-instr-use=default.profdata -O2 -o app_pgo foo.c
```

Improves branch layout, inlining, and vectorization thresholds.

See `skills/compilers/pgo` for GCC and BOLT.

### 5. BOLT (post-link)

```bash
llvm-bolt -instrument app -o app.inst
./app.inst
llvm-bolt -data=perf.fdata -reorder-blocks=+ -o app.bolt app
```

Optimizes layout after linker — needs relocations (`-Wl,--emit-relocs`).

### 6. LICM example

Loop-invariant code motion hoists `x * scale` out of inner loop when legal — reduces work per iteration.

### 7. Agent usage

```
/compiler-optimizations-deep Why did LLVM fail to vectorize this reduction loop?
```

## Common Problems

| Symptom | Cause | Fix |
|---------|-------|-----|
| PGO no gain | Unrepresentative training | Match production input |
| BOLT crash | Stripped binary | Keep symbols + relocs |
| Spills in asm | Register pressure | Simplify live ranges |
| `-O3` slower | Code bloat / cache | Try `-O2` or PGO |
| Different GCC/Clang | Pass ordering differs | Compare IR + asm |

## Related Skills

- `skills/compilers/pgo` — PGO and BOLT detail
- `skills/compiler-internals/llvm-ir-and-passes` — IR-level opts
- `skills/compiler-internals/code-generation-and-backends` — ISel and backends
- `skills/computer-architecture/cpu-pipelines-and-hazards` — scheduling context
- `skills/low-level-programming/simd-intrinsics` — manual vectorization

© mohitmishra786 · MIT · mohitmishra786/low-level-dev-skills

Похожие скиллы

Все скиллы по теме «Языки программирования» →
migrate-to-rust официальный google Скилл переносит кодовые базы C++, Fortran, Java, Python и C на безопасный Rust с замерами производительности. CX Codex 538установок dwarf-expert trailofbits Разбирает отладочные секции DWARF в бинарниках, проверяет целостность деревьев DIE и помогает писать парсеры. Пригодится при анализе скомпилированного кода. CX Codex +1 5 200установок check-compiler-errors cursor Скилл запускает команды компиляции и проверки типов, собирает ошибки по файлам и категориям, потом чинит их по приоритету. Нужен, когда локальная валидация или CI блокируется на типах. CX Codex +1 2 300установок reference-compiler-cli angular Скилл объясняет внутреннее устройство Angular Compiler (ngtsc) — как работает компиляция декораторов, система traits и трансформация кода. Подключайте его перед работой с packages/compiler-cli. CX Codex +1 909установок Arm MCP Server arm Даёт ИИ-ассистенту инструменты для переноса кода с x86 на Arm, поиска по документации Arm и анализа сборки под архитектуру. CX Codex +1 ★ 95звёзд репо create-slack-app slackapi Проведёт от проверки Slack CLI до запуска нового Bolt-приложения локально. Пригодится, когда нужно поднять бота или агента с нуля. CX Codex +1 446установок

Из того же набора95

virtual-memory-paging-and-tlb Скилл объясняет принципы работы виртуальной памяти, многоуровневых таблиц страниц и буфера TLB. Он помогает разбирать сбои page fault, настраивать huge pages и отлаживать segfault. CX Codex +1 316установок cuda-profiling Ведёт агента по профилированию CUDA-приложений: таймлайн в Nsight Systems, метрики ядер в Nsight Compute, разбор roofline и узких мест. CX Codex +1 316установок device-tree Помогает ИИ писать описания оборудования на DTS/DTSI и разбираться с ошибками сопоставления драйверов в ядре Linux. CX Codex +1 314установок datasheet-and-refmanual-reading Учит агента читать даташиты и reference manual микроконтроллеров: где искать карту регистров, биты, дерево тактирования и errata. CX Codex +1 314установок cpu-pipelines-and-hazards Объясняет стадии конвейера CPU, конфликты данных и управления, проброс и простои. Пригодится, когда непонятно, почему горячий цикл тормозит. CX Codex +1 311установок kernel-internals Скилл помогает анализировать планировщики CFS и EEVDF, аллокаторы памяти и работу VFS в Linux. Пригодится при разборе падений kmalloc, нехватки памяти и задержек задач. CX Codex +1 307установок interrupts-and-exceptions-baremetal Скилл помогает настраивать прерывания Cortex-M NVIC, писать неблокирующие ISR и разбирать причины HardFault. Пригодится при разработке прошивок под микроконтроллеры без ОС. CX Codex +1 306установок gpu-memory-model Объясняет модели памяти GPU, расхождения варпов и конфликты банков памяти. Помогает находить узкие места в ядрах CUDA и HIP. CX Codex +1 304установок

Спонсоры проекта

Компании, которые помогают держать аналитику открытой