Может ли LTO для gcc или clang оптимизироваться в методах C и C++

Question

Если для gcc или clang используется оптимизация во время компоновки (LTO), возможно ли оптимизировать код за пределами границ языка C и C++?

Например, может ли функция C быть встроена в C++?

Answer 1

Да!

Оптимизация времени соединения обычно работает с промежуточным представлением (IR), присутствующим в "толстых" объектных файлах, которые могут содержать как машинный код для традиционного связывания, так и IR для связывания LTO.

На данном этапе больше нет языковых конструкций высокого уровня, поэтому оптимизация времени соединения не зависит от языка.

---

НКУ

Оптимизация времени соединения (LTO) GCC работает на GIMPLE, одном из промежуточных представлений GCC. IR всегда не зависит от языка, поэтому любая оптимизация во время компоновки будет работать с кодом, сгенерированным из любого языка.

Из документации по параметрам оптимизации GCC:

Другой особенностью LTO является то, что можно применять межпроцедурную оптимизацию к файлам, написанным на разных языках:

gcc -c -flto foo.c
g++ -c -flto bar.cc
gfortran -c -flto baz.f90
g++ -o myprog -flto -O3 foo.o bar.o baz.o -lgfortran

Обратите внимание, что последняя ссылка выполняется с помощью g ++, чтобы получить библиотеки времени выполнения C++ и -lgfortran добавлен для получения библиотек времени исполнения Fortran. В общем случае при смешивании языков в режиме LTO следует использовать те же параметры команды ссылки, что и при смешивании языков в обычной (не LTO) компиляции.

---

Вот пример, чтобы показать вам, насколько мощна эта технология. Мы определим функцию C и вызовем ее из программы C++:

func.h

#ifndef FUNC_DOT_H
#define FUNC_DOT_H

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

int func(int a, int b, int c);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif /* FUNC_DOT_H */

func.c

#include "func.h"

int func(int a, int b, int c)
{
    return 3*a + 2*b + c;
}

main.cpp

#include "func.h"

int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    int c = 3;

    return func(a, b, c);
}

компилировать

gcc -o func.o -c -Wall -Werror -flto -O2 func.c
g++ -o main.o -c -Wall -Werror -flto -O2 main.cpp
g++ -o testlto -flto -O2 main.o func.o

Разбирать (objdump -Mintel -d -R -C testlto)

Disassembly of section .text:

00000000004003d0 <main>:
  4003d0:   b8 0a 00 00 00          mov    eax,0xa   ; 1*3 + 2*2 + 3 = 10
  4003d5:   c3                      ret

Вы можете видеть, что это не только встроенный мой C func() в мой C++ main(), но это превратило все это в постоянное выражение!

---

Clang / LLVM

Используя тот же синтаксис, Clang может генерировать "толстые" объектные файлы с LLVM IR, которые можно оптимизировать во время соединения. См. Оптимизация времени соединения LLVM.

Используя тот же тестовый код, что и выше, clang дает точно такой же результат:

00000000004004b0 <main>:
  4004b0:   b8 0a 00 00 00          mov    eax,0xa
  4004b5:   c3                      ret