直接使用LLVM实现-O3优化级别容易吗？

Question

LLVM能够轻松实现高度优化吗？

举个具体的例子，假设我有一种简单的语言，想要为其编写编译器。

• 简单函数
• 简单结构体
• 表格
• 指针（带算术运算）
• 控制结构
• 等等。

我可以很容易地创建一个编译到C后端，并依赖clang -O3进行优化。使用LLVM API是否也同样容易呢？

- Łukasz Lew

Answer 1

除了一些高级优化（即意识到高级语言特性或LLVM IR中未编码的细节），Clang的后端几乎只生成直接的IR并对其运行一些LLVM优化。所有这些（或至少大多数）都应该通过opt命令以及使用构建在所有LLVM工具上的C++库时作为API调用可用。有关简单示例，请参见教程。我看到了几个优点：

1. LLVM IR比C要简单得多，而且已经有一个方便的API可以通过程序生成它。要生成C，您要么有很多丑陋且不可靠的字符串操作，要么必须自己构建C语言的AST。或者两者兼而有之。
2. 您可以自己选择一组优化（Clang的传递集可能不适用于语言支持和编译器生成的IR表示形式）。这也意味着您可以在开发过程中仅运行检查IR格式正确性的传递（更快地发现编译器错误）。您可以复制Clang的传递顺序，但如果感觉合适，也可以进行实验。
3. 它将允许更好的编译时间。 Clang是一种快速的C编译器，但您将添加不必要的开销：您生成C代码，然后Clang解析它，将其转换为IR，并继续执行几乎可以立即执行的操作。
4. 您可能会访问更广泛的功能，或者至少更容易获得它们（即无需合并#define，模糊的pragma，指令或命令行选项）。我说的是像向量，保证的（好吧，比在C中更多-据我所知，一些代码生成器忽略它们）尾调用，纯/只读函数，更多对内存布局和类型转换的控制（例如零扩展与符号扩展）。当然，您可能不需要其中大多数。

- user395760

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有没有办法获取在O3上确切启用的所有优化列表？ - Łukasz Lew

@ŁukaszLew：最可靠的来源应该是查看Clang的源代码。 - user395760

Answer 2

LLVM内置了优化传递，使您可以使用API实现类似O3级别的优化。

- user986654