编译选项 | JucanaYu’s Blog

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一、为什么要进行编译选项的讲解？

因为不同的编译人员需要不同的编译需求。一个编译器为了能够更好的与优化人员进行进行交互，所以有些功能会需要添加相应的编译选项才能实现。

本文会通过讲解前端选项、优化选项、生成代码选项、链接选项进行讲解。其中涉及到的主要优化内容LLVM IR pass的内容会在下一篇进行讲解。（挖坑）

广义的LLVM指的是整个LLVM的架构，狭义的LLVM指的是LLVM后端。

预处理主要是处理源代码文件里面以#开头的源程序语句。常用的选项有以下几种

选项	功能
-include<file>	将隐式的#include添加到预定义缓冲区中，在对源文件进行预处理之前读取该缓冲区
-I<filename>	将指定的目录添加到include文件的搜索路径中
-undef	取消所有的系统定义宏
-U<macroname>	在预处理源文件之前读取的预定义缓冲区中添加一个隐式#undef

语言和模式用的还蛮多。因为作为一个初学者码农，难免会在写代码的时候使用中文来解释当前语句起的什么作用。但是编译器有时候并不能很好的解释中文，所以语言选项就显得十分重要。

选项	功能
-x<language>	将后续输入文件视为具有<language>类型的语言
-std=<language>	指定要编译的语言标准
-stdlib=<library>	指定要使用的C++标准库；支持的选项是libstdc++和libc++。如果未指定会使用默认值。
-ObjC, -ObjC++	将源输入文件分别处理为Objective-C和Object-C++输入

开发人员往往专注于功能的开发实现，而对代码的优化关注较少。对代码的优化要从多方面进行考虑。

选项	功能和包含的优化选项
-O0	意味着没有优化。但这个级别的编译最快，并生成最可调试的代码。此时生成的汇编最接近程序源代码的语句。
-O1	只开启少量优化，主要对代码的分支、常量以及表达式进行优化。大函数所需的编译时间和内存消耗都会稍微增加。在这种设置下，编译器会尝试减小代码文件的大小，减少执行时间，但并不执行需要大量编译时间的优化。主要的编译选项有：-instcombine（冗余指令合并）、-simplifycfg（简化上下文无关文法）、-loops、-loop-unroll（在循环中执行代码时进行循环展开）
-O2	在-O1的基础上增加了自动向量优化，在编译时会有一定的时间空间损耗。包括了循环展开和函数内联。添加了-inline（内联优化）、-fvectorize（循环向量化优化）、-fslp-vectorize（运行基本块级向量化）等
-O3	-O3类似于-O2，进行最强的优化，包括向量化和更复杂的函数优化。添加了-aggressive-instcombime、-callsite-splitting、-domtree（支配树优化]）等
-Os	针对代码大小进行优化。启用除经常增加代码大小的优化之外的所有优化
-Ofast	无视严格的标准合规性。启用所有优化。它还支持并非对所有符合标准的程序都有效的优化
-Oz	积极优化尺寸而不是速度。如果这些指令需要较少的字节进行编码，则可能会增加执行的指令数。

代码生成阶段可以通过编译阶段选项指定不同的处理阶段，通过数据选项选择对数据的处理方式，通过目标平台选项生成指定平台的代码，通过后端选项打开不同后端支持的优化功能。

指定编译器执行到哪个阶段，包括预编译阶段、编译阶段、汇编阶段、链接阶段、生成目标可执行文件。

可以指定生成代码的目标运行机器，包括X86、AMDGPU、ARM等

针对后端有有特定的优化，最主要的就是转化成目标平台特定汇编代码的组件。LLVM支持多种后端，比如：X86、ARM等。每种后端都有自己的指令集和寄存器架构，Clang为后端提供了特定的优化，比如指令选择、指令调度、寄存器分配等。