GCC 中的 Early inliner 和 IPA inliner 有什么区别？答案

【问题标题】：What is the difference between Early inliner and IPA inliner in GCC?GCC 中的 Early inliner 和 IPA inliner 有什么区别？
【发布时间】：2018-07-16 21:02:54
【问题描述】：

阅读 GCC 代码 cmets 和在线文档，似乎有两种类型的内联程序 - 早期内联程序和 IPA 内联程序。例如，在 gcc/ipa-fnsummary.c

/* IPA内联优化分析时，初始化循环优化器，以便我们可以生成适当的内联提示。

在优化和分析早期内联时，初始化节点参数，以便我们可以生成正确的 BB 谓词。 */

这两种内联是什么？而这两者有什么区别呢？

【问题讨论】：

标签： gcc compiler-optimization inlining

【解决方案1】：

简单地说：

在编译单个文件时，早期的内联程序在单个源文件级别上运行。它将仅在编译的源文件及其包含的头文件（单个编译单元的范围）范围内内联函数。
在整个程序优化期间，IPA 内联器在链接时间上运行。它在激活-flto 选项时发生，代表链接时间优化。

当指定-flto 时，gcc 将称为GIMPLE 树的中间程序表示嵌入到每个目标文件的专门部分中。稍后，链接时间优化器（GCC 的lto1 可执行文件）读取此信息，并执行不同的优化过程，包括 IPA 内联程序，以生成最终优化的可执行文件。

两个内联的影响可以用一个简单的例子来说明：

// foo.h
void foo() {}

// goo.h
int goo();

// goo.cpp
#include "goo.h"
int goo() { return 0x123; }

// foo.cpp
#include "foo.h"
#include "goo.h"

int main()
{
    foo();
    return goo();
}

首先，通常-O3编译：

g++ -O3 foo.cpp goo.cpp

通过反汇编a.out (objdump a.out -d) 我们得到main的以下代码：

00000000000004f0 <main>:
 4f0:   e9 0b 01 00 00          jmpq   600 <_Z3goov>
 4f5:   66 2e 0f 1f 84 00 00    nopw   %cs:0x0(%rax,%rax,1)
 4fc:   00 00 00 
 4ff:   90                      nop

对foo() 的调用消失了——这是早期内联的工作。而goo()函数在编译foo.cpp的过程中对编译器是不可见的，所以无法对其进行优化。

现在，用-flto 重复编译：

g++ -O3 -flto foo.cpp goo.cpp

我们会得到以下反汇编：

00000000000004f0 <main>:
 4f0:   b8 23 01 00 00          mov    $0x123,%eax
 4f5:   c3                      retq   
 4f6:   66 2e 0f 1f 84 00 00    nopw   %cs:0x0(%rax,%rax,1)
 4fd:   00 00 00

这一次，对 goo 的调用被内联并替换为它的结果 0x123 - 这是 IPA 内联的工作。

【讨论】：

IPA 内联独立于 LTO，即使没有 LTO 也会发生。您可以通过 LTO 获得 more IPA 内联，因为编译器可以跨模块查看。但它仍然可以在没有 LTO 的情况下工作（仅在单个翻译单元内）。

【解决方案2】：

根据 ipa-inline.c 中的内部文档，早期内联是一个简单的本地内联传递，它仅基于本地属性在当前函数中内联被调用者。此通道的主要优势在于它能够消除大多数 C++ 代码中存在的抽象损失，并为更高级的过程间分析 (IPA) 准备代码。

IPA 内联程序是基于在 IPA 期间收集的信息的更高级的内联程序。由于它有更多信息，它可以更好地估计哪些被调用者对内联最有利。它还将修剪调用图并删除所有调用站点都已内联的函数。

更多信息请参考ipa-inline.c的内部文档

【讨论】：