Analyse et transformation de programmes: du modèle polyédrique aux langages formels

Compilation for todays microprocessor and multi-processor architectures is facing new challenges. Dealing with parallel execution, optimizations become overly specific and complex to be left to the programmer. Traditionally devoted to numerical applications, automatic parallelization addresses new program models, including non-affine nests of loops, recursive calls and pointer-based data structures. Parallelism detection is based on precise analyses, gathering compile-time information about run-time program properties. This information enables transformations useful to parallelism extraction and parallel code generation. This thesis focuses on aggressive analysis and transformation techniques from an instancewise point of view, that is from individual properties of each run-time instance of a program statement. Thanks to a novel formal language framework, we first investigate instancewise dependence and reaching definition analysis for recursive programs. This analysis is applied to memory expansion and parallelization of recursive programs, and promising results are exposed. The second part of this work addresses nests of loops with unrestricted conditionals, bounds and array subscripts. Parallelization via memory expansion is revisited in this context and solutions to challenging optimization problems are proposed.Les microprocesseurs et les architectures parallèles d'aujourd'hui lancent de nouveaux défis aux techniques de compilation. En présence de parallélisme, les optimisations deviennent trop spécifiques et complexes pour être laissées au soin du programmeur. Les techniques de parallélisation automatique dépassent le cadre traditionnel des applications numériques et abordent de nouveaux modèles de programmes, tels que les nids de boucles non affines, les appels récursifs et les structures de données dynamiques. Des analyses précises sont au c{\oe}ur de la détection du parallélisme, elles rassemblent des informations à la compilation sur les propriétés des programmes à l'exécution. Ces informations valident des transformations utiles pour l'extraction du parallélisme et la génération de code parallèle. Cette thèse aborde principalement des analyses et des transformations avec une vision par instances, c'est-à-dire considérant les propriétés individuelles de chaque instance d'une instruction à l'exécution. Une nouvelle formalisation à l'aide de langages formels nous permet tout d'abord d'étudier une analyse de dépendances et de définitions visibles par instances pour programmes récursifs. L'application de cette analyse à l'expansion et la parallélisation de programmes récursifs dévoile des résultats encourageants. Les nids de boucles quelconques font l'objet de la deuxième partie de ce travail. Une nouvelle étude des techniques de parallélisation fondées sur l'expansion nous permet de proposer des solutions à des problèmes d'optimisation cruciaux