O que é compilação em duas passagens e como ela melhora o desempenho?

Duas passagens é um termo usado no contexto de otimização do compilador. Refere-se a uma técnica em que o compilador faz duas passagens no código-fonte para otimizar seu desempenho. A primeira passagem é chamada de "frontend" e a segunda passagem é chamada de "backend".

A passagem de frontend é responsável por analisar o código-fonte, verificar sua sintaxe e semântica e gerar uma representação intermediária (IR) do código. Esse IR é então alimentado na passagem de back-end, que executa otimizações mais avançadas no código, como desenrolamento de loop, inlining de função e eliminação de código morto.

A abordagem de duas passagens permite que o compilador execute otimizações mais agressivas que podem não ser possíveis com uma abordagem de passagem única. Isso ocorre porque a passagem de backend tem acesso a todo o IR do programa, o que lhe permite tomar decisões mais informadas sobre como otimizar o código.

Compiladores de duas passagens são comumente usados em aplicações de computação de alto desempenho, como simulações científicas e motores de videogame, onde o desempenho é crítico. No entanto, eles também podem ser usados em outros tipos de aplicações, como navegadores web e aplicativos móveis, onde a otimização é importante, mas não tão crítica.