可以通过C和C ++方法优化LTO for gcc或clang

Question

如果链接时优化（LTO）与gcc或clang一起使用，是否可以跨C和C ++语言边界优化代码？

例如，C函数可以内联到C ++调用者中吗？

Answer 1

是!

链接时优化通常适用于“胖”目标文件中存在的中间表示（IR），其可以包含用于传统链接的机器代码和用于LTO链接的IR。

在这个阶段，没有更多的高级语言结构，因此链接时优化与语言无关。

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GCC

海湾合作委员会的link-time optimization（LTO）在GCC的中间代表之一GIMPLE上工作。 IR始终与语言无关，因此任何链接时优化都可以在任何语言生成的代码中使用。

来自GCC Optimization Options文档：

LTO的另一个特性是可以对用不同语言编写的文件应用过程间优化：

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

请注意，最终链接是使用g ++完成的，以获取C ++运行时库，并添加-lgfortran以获取Fortran运行时库。通常，在LTO模式下混合语言时，应使用与在常规（非LTO）编译中混合语言时相同的链接命令选项。

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这是一个示例，向您展示这项技术的强大功能。我们将定义一个C函数并从C ++程序中调用它：

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);
}

编

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

拆卸（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

你可以看到它不仅将我的C func()内联到我的C ++ main()中，而且它将整个事物变成了一个常量表达式！

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Clang / LLVM

使用相同的语法，Clang能够使用LLVM IR发出“胖”对象文件，可以在链接时进行优化。见LLVM Link Time Optimization。

使用与上面相同的测试代码，clang产生完全相同的结果：

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