Clang 优化级别

Question

Clang 优化级别

clangcompiler-optimizationuser-manual

139

对于gcc，官方手册解释了-O3、-Os等参数在具体优化参数（如-funswitch-loops、-fcompare-elim等）方面的意义。

我正在寻找同样有关clang的信息。

我已经在在线手册和man clang中查找，但只得到一般信息（-O2比-O1更激进地进行优化，-Os针对尺寸进行优化...），并在Stack Overflow上查找到这篇文章，但在所引用的源文件中没有找到任何相关信息。

编辑：我已经找到一个答案，但仍然希望能获得有关所有优化参数及-Ox选择的相关文件链接。目前我只找到这个优化参数列表，但没有关于优化级别的相关信息。

- Antoine

gcc-12 -c -Q -O2 --help=optimizers - Eljay

4个回答

24

@Antoine的回答（以及链接的其他问题）准确描述了启用的LLVM优化，但还有一些Clang特定的选项（即影响到AST降低的选项）受到-O[0|1|2|3|fast]标志的影响。

你可以使用以下代码查看：

echo 'int;' | clang -xc -O0 - -o /dev/null -\#\#\#

echo 'int;' | clang -xc -O1 - -o /dev/null -\#\#\#

echo 'int;' | clang -xc -O2 - -o /dev/null -\#\#\#

echo 'int;' | clang -xc -O3 - -o /dev/null -\#\#\#

echo 'int;' | clang -xc -Ofast - -o /dev/null -\#\#\#

例如，-O0 启用 -mrelax-all，-O1 启用 -vectorize-loops 和 -vectorize-slp，而 -Ofast 启用 -menable-no-infs、-menable-no-nans、-menable-unsafe-fp-math、-ffp-contract=fast 和 -ffast-math。

@Techogrebo：

是的，你不需要其他LLVM工具。试试这个：

echo 'int;' | clang -xc - -o /dev/null -mllvm -print-all-options

此外，还有很多Clang独有的详细选项可以检查/修改...你只需要知道如何访问它们！

尝试一些：

clang -help

clang -cc1 -help

clang -cc1 -mllvm -help

clang -cc1 -mllvm -help-list-hidden

clang -cc1as -help

以上命令为使用clang编译器时的帮助命令。其中，clang -cc1 -help 用来查看clang编译器的基本选项和参数；clang -cc1 -mllvm -help 用来查看LLVM工具链的基本选项和参数；clang -cc1 -mllvm -help-list-hidden 用来查看LLVM工具链所有选项和参数，包括被隐藏的选项；clang -cc1as -help 用来查看clang汇编器的选项和参数。

- Geoff Nixon

7

从clang / LLVM 13.0.0开始，传统的pass manager已被弃用，默认使用新的pass manager。这意味着如果没有显式启用旧的pass manager（使用-enable-new-pm=0），则以前在opt中为不同优化级别打印优化passes的先前解决方案将无效。因此，只要传统pass manager还存在（预计到LLVM 14），就可以使用以下命令。

llvm-as < /dev/null | opt -O3 -disable-output -debug-pass=Arguments -enable-new-pm=0

另外，可以使用--debug-pass-manager（而不是-debug-pass=Arguments）提取新Pass Manager的优化Pass执行顺序。不幸的是，输出非常冗长，需要进行一些处理才能使用-passes=手动重构行为。如果只对转换Pass感兴趣，可以使用选项-debug-pass-manager=quiet跳过有关分析的信息。

有一个用户指南介绍如何在LLVM网站上使用新Pass Manager。

- tierriminator

2

LLVM 3.6 -O1

传递参数：-targetlibinfo -no-aa -tbaa -scoped-noalias -assumption-cache-tracker -basicaa -notti -verify-di -ipsccp -globalopt -deadargelim -domtree -instcombine -simplifycfg -basiccg -prune-eh -inline-cost -always-inline -functionattrs -sroa -domtree -early-cse -lazy-value-info -jump-threading -correlated-propagation -simplifycfg -domtree -instcombine -tailcallelim -simplifycfg -reassociate -domtree -loops -loop-simplify -lcssa -loop-rotate -licm -loop-unswitch -instcombine -scalar-evolution -loop-simplify -lcssa -indvars -loop-idiom -loop-deletion -function_tti -loop-unroll -memdep -memcpyopt -sccp -domtree -instcombine -lazy-value-info -jump-threading -correlated-propagation -domtree -memdep -dse -adce -simplifycfg -domtree -instcombine -barrier -domtree -loops -loop-simplify -lcssa -branch-prob -block-freq -scalar-evolution -loop-vectorize -instcombine -simplifycfg -domtree -instcombine -loops -loop-simplify -lcssa -scalar-evolution -function_tti -loop-unroll -alignment-from-assumptions -strip-dead-prototypes -verify -verify-di

-O2 基于 -O1

添加：-inline -mldst-motion -domtree -memdep -gvn -memdep -scalar-evolution -slp-vectorizer -globaldce -constmerge

移除：-always-inline

-O3 基于 -O2

添加：-argpromotion

- GYUNGMIN KIM

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Antoine · Accepted Answer

我发现这个相关问题。

总结一下，了解编译器优化过程的方法：

llvm-as < /dev/null | opt -O3 -disable-output -debug-pass=Arguments

正如Geoff Nixon（+1）所指出的那样，clang还运行一些更高级别的优化，我们可以通过以下方式检索：

echo 'int;' | clang -xc -O3 - -o /dev/null -\#\#\#

单独的 passes 文档可以在这里找到。

您可以像这样比较更改高级标志（例如 -O）的效果：

diff -wy --suppress-common-lines  \
  <(echo 'int;' | clang -xc     - -o /dev/null -\#\#\# 2>&1 | tr " " "\n" | grep -v /tmp) \
  <(echo 'int;' | clang -xc -O0 - -o /dev/null -\#\#\# 2>&1 | tr " " "\n" | grep -v /tmp)
# will tell you that -O0 is indeed the default.

使用版本6.0，各优化级别如下：

基线(-O0):
- opt设置: -tti -verify -ee-instrument -targetlibinfo -assumption-cache-tracker -profile-summary-info -forceattrs -basiccg -always-inline -barrier
- clang添加 : -mdisable-fp-elim -mrelax-all
-O1 基于 -O0
- opt添加: -targetlibinfo -tti -tbaa -scoped-noalias -assumption-cache-tracker -profile-summary-info -forceattrs -inferattrs -ipsccp -called-value-propagation -globalopt -domtree -mem2reg -deadargelim -basicaa -aa -loops -lazy-branch-prob -lazy-block-freq -opt-remark-emitter -instcombine -simplifycfg -basiccg -globals-aa -prune-eh -always-inline -functionattrs -sroa -memoryssa -early-cse-memssa -speculative-execution -lazy-value-info -jump-threading -correlated-propagation -libcalls-shrinkwrap -branch-prob -block-freq -pgo-memop-opt -tailcallelim -reassociate -loop-simplify -lcssa-verification -lcssa -scalar-evolution -loop-rotate -licm -loop-unswitch -indvars -loop-idiom -loop-deletion -loop-unroll -memdep -memcpyopt -sccp -demanded-bits -bdce -dse -postdomtree -adce -barrier -rpo-functionattrs -globaldce -float2int -loop-accesses -loop-distribute -loop-vectorize -loop-load-elim -alignment-from-assumptions -strip-dead-prototypes -loop-sink -instsimplify -div-rem-pairs -verify -ee-instrument -early-cse -lower-expect
- clang添加: -momit-leaf-frame-pointer
- clang删除: -mdisable-fp-elim -mrelax-all
-O2 基于 -O1
- opt添加: -inline -mldst-motion -gvn -elim-avail-extern -slp-vectorizer -constmerge
- opt删除: -always-inline
- clang添加: -vectorize-loops -vectorize-slp

-O3是基于-O2的。

opt添加了：：-callsite-splitting -argpromotion

-Ofast基于-O3，可以在clang中使用但不能在opt中使用：

clang添加了：: -fno-signed-zeros -freciprocal-math -ffp-contract=fast -menable-unsafe-fp-math -menable-no-nans -menable-no-infs -mreassociate -fno-trapping-math -ffast-math -ffinite-math-only

-Os与-O2类似。

opt删除了：: -libcalls-shrinkwrap和-pgo-memopt-opt

-Oz基于-Os。

opt删除了：: -slp-vectorizer

从版本3.8开始，传递如下：

基线（-O0）：
- opt设置：: -targetlibinfo -tti -verify
- clang添加了：: -mdisable-fp-elim -mrelax-all
-O1是基于-O0的。
- opt adds: -globalopt -demanded-bits -branch-prob -inferattrs -ipsccp -dse -loop-simplify -scoped-noalias -barrier -adce -deadargelim -memdep -licm -globals-aa -rpo-functionattrs -basiccg -loop-idiom -forceattrs -mem2reg -simplifycfg -early-cse -instcombine -sccp -loop-unswitch -loop-vectorize -tailcallelim -functionattrs -loop-accesses -memcpyopt -loop-deletion -reassociate -strip-dead-prototypes -loops -basicaa -correlated-propagation -lcssa -domtree -always-inline -aa -block-freq -float2int -lower-expect -sroa -loop-unroll -alignment-from-assumptions -lazy-value-info -prune-eh -jump-threading -loop-rotate -indvars -bdce -scalar-evolution -tbaa -assumption-cache-tracker
- clang adds: -momit-leaf-frame-pointer
- clang drops: -mdisable-fp-elim -mrelax-all
- opt adds: -elim-avail-extern -mldst-motion -slp-vectorizer -gvn -inline -globaldce -constmerge
- opt drops: -always-inline
- clang adds: -vectorize-loops -vectorize-slp
- opt adds: -argpromotion
- clang adds: -fno-signed-zeros -freciprocal-math -ffp-contract=fast -menable-unsafe-fp-math -menable-no-nans -menable-no-infs
Note: -O2, -Os, and -Oz are optimization levels in C/C++ compilers, while -O3 is an additional optimization level based on -O2. opt refers to the LLVM optimizer. clang is a C/C++ compiler that uses LLVM as its backend.

opt drops: -slp-vectorizer
clang drops: -vectorize-loops

default (-O0): -targetlibinfo -verify -tti
-O1 is based on -O0
- adds: -sccp -loop-simplify -float2int -lazy-value-info -correlated-propagation -bdce -lcssa -deadargelim -loop-unroll -loop-vectorize -barrier -memcpyopt -loop-accesses -assumption-cache-tracker -reassociate -loop-deletion -branch-prob -jump-threading -domtree -dse -loop-rotate -ipsccp -instcombine -scoped-noalias -licm -prune-eh -loop-unswitch -alignment-from-assumptions -early-cse -inline-cost -simplifycfg -strip-dead-prototypes -tbaa -sroa -no-aa -adce -functionattrs -lower-expect -basiccg -loops -loop-idiom -tailcallelim -basicaa -indvars -globalopt -block-freq -scalar-evolution -memdep -always-inline
-O2 is based on -O1
- adds: -elim-avail-extern -globaldce -inline -constmerge -mldst-motion -gvn -slp-vectorizer
- removes: -always-inline
-O3 is based on -O2
- adds: -argpromotion -verif
-Os is identical to -O2
-Oz is based on -Os
- removes: -slp-vectorizer

添加: -argpromotion（仅限-O3）
删除: -always-inline (仅限-O2和-Oz）

-O0: -targetlibinfo -preverify -domtree -verify
-O1基于-O0, 添加: -adce -always-inline -basicaa -basiccg -correlated-propagation -deadargelim -dse -early-cse -functionattrs -globalopt -indvars -inline-cost -instcombine -ipsccp -jump-threading -lazy-value-info -lcssa -licm -loop-deletion -loop-idiom -loop-rotate -loop-simplify -loop-unroll -loop-unswitch -loops -lower-expect -memcpyopt -memdep -no-aa -notti -prune-eh -reassociate -scalar-evolution -sccp -simplifycfg -sroa -strip-dead-prototypes -tailcallelim -tbaa
-O2 基于-O1，添加: -barrier -constmerge -domtree -globaldce -gvn -inline -loop-vectorize -preverify -slp-vectorizer -targetlibinfo -verify，删除: -always-inline
-O3 基于-O2, 添加: -argpromotion
-Os 等同于 -O2
-Oz基于-Os，删除: -slp-vectorizer

adds: -argpromotion

-Os等同于-O2

-Oz基于-O2
- removes: -barrier -loop-vectorize -slp-vectorizer

使用3.2版本的优化选项如下（以上述命令的解析输出为准）：

-O0: -targetlibinfo -preverify -domtree -verify
-O1基于-O0
- adds: -sroa -early-cse -lower-expect -no-aa -tbaa -basicaa -globalopt -ipsccp -deadargelim -instcombine -simplifycfg -basiccg -prune-eh -always-inline -functionattrs -simplify-libcalls -lazy-value-info -jump-threading -correlated-propagation -tailcallelim -reassociate -loops -loop-simplify -lcssa -loop-rotate -licm -loop-unswitch -scalar-evolution -indvars -loop-idiom -loop-deletion -loop-unroll -memdep -memcpyopt -sccp -dse -adce -strip-dead-prototypes
-O2基于-O1
- adds: -inline -globaldce -constmerge
- removes: -always-inline
-O3基于-O2
- adds: -argpromotion
-Os等同于-O2
-Oz等同于-Os

编辑 [2014年3月] 从列表中删除了重复项。

编辑 [2014年4月] 添加文档链接+3.4的选项

编辑 [2014年9月] 添加3.5的选项

编辑 [2015年12月] 添加3.7的选项并提到现有的3.6答案

编辑 [2016年5月] 添加了3.8的选项，适用于opt和clang，并提到了与opt相比的clang（已存在的答案）

编辑 [2018年11月] 添加6.0的选项