c++ - LTO 中的优化是否与正常编译中的相同？

Question

在编译翻译单元时，编译器会进行大量优化 - 内联、常量折叠/传播、别名分析、循环展开、死代码消除以及许多我从未听说过的其他优化。在多个翻译单元之间使用 LTO/LTCG/WPO 时是否全部完成，或者只是完成了其中的一个子集(或变体)(我听说过内联)？如果没有完成所有优化，我会考虑统一构建优于 LTO(或者当有超过 1 个统一源文件时可能同时使用它们)。

我的猜测是它不一样(统一构建具有完整的优化集)，而且它在编译器之间变化很大。

每个编译器的 lto 文档并没有准确回答这个问题(或者我无法理解它)。

由于 lto 涉及将中间表示保存在目标文件中，理论上 LTO 可以进行所有优化......对吗？

请注意，我不是在询问构建速度 - 这是一个单独的问题。

编辑:我最感兴趣的是 gcc/llvm。

Answer 1

如果您查看您找到的 gcc 文档:

-flto[=n]

This option runs the standard link-time optimizer. When invoked with source code, it generates GIMPLE (one of GCC's internal representations) and writes it to special ELF sections in the object file. When the object files are linked together, all the function bodies are read from these ELF sections and instantiated as if they had been part of the same translation unit.

To use the link-time optimizer, -flto and optimization options should be specified at compile time and during the final link. For example:

          gcc -c -O2 -flto foo.c
          gcc -c -O2 -flto bar.c
          gcc -o myprog -flto -O2 foo.o bar.o

The first two invocations to GCC save a bytecode representation of GIMPLE into special ELF sections inside foo.o and bar.o. The final invocation reads the GIMPLE bytecode from foo.o and bar.o, merges the two files into a single internal image, and compiles the result as usual. Since both foo.o and bar.o are merged into a single image, this causes all the interprocedural analyses and optimizations in GCC to work across the two files as if they were a single one. This means, for example, that the inliner is able to inline functions in bar.o into functions in foo.o and vice-versa.

正如文档所述，是的，全部!优化就像程序在单个文件中编译一样。这也可以通过 -fwhole-program 来获得“相同”的优化结果。

如果你编译这个非常简单的例子:

f1.cpp:

int f1() { return 10; }

f2.cpp:

int f2(int i) { return 2*i; }

main.cpp:

int main()
{   
    int res=f1();
    res=f2(res);
    res++;

    return res;
} 

我得到了汇编输出:

00000000004005e0 <main>:
  4005e0:   b8 15 00 00 00          mov    $0x15,%eax
  4005e5:   c3                      retq   
  4005e6:   66 2e 0f 1f 84 00 00    nopw   %cs:0x0(%rax,%rax,1)
  4005ed:   00 00 00

所有代码都按预期内联。

我的经验是，实际的 gcc 使用 lto 进行优化，就像在单个文件中编译一样。在非常罕见的情况下，我在使用 lto 时得到了 ICE。但是在实际的 5.2.0 版本中，我再也没有看到任何 ICE。

[ICE]-> 内部编译器错误