c++ - 使用 GCC 编译但链接 LLVM LLD 时 LTO 是否有效？

Question

我最近发现了 LLVM 的链接器 lld，它因非常快速的链接而受到称赞。事实上，我对其进行了测试，结果非常棒，与 gold 相比，我的案例中的链接时间大大减少了。

但是，在谈到链接时优化时，我的知识是有限的。据我通过阅读互联网上的资料了解到，目标文件中产生了一些额外的代码，代表了一些内部编译器结构，然后在链接阶段使用这些代码。因此，我担心链接时优化(及其好处)是否会受到此编译器/链接器组合的影响。我将不胜感激对此事的一些解释!

我使用的是 gcc 版本 9.2.0 和 lld 版本 10.0.0。

我用来生成目标文件的命令:

/opt/gcc/9.2.0/bin/c++ -fPIE -flto -ffat-lto-objects -fuse-linker-plugin -m64 -O3 -g -DNDEBUG -o my_object.cpp.o -c my_source_file.cpp

链接:

#-fuse-ld=gold
/opt/gcc/9.2.0/bin/c++ -fPIE -flto -ffat-lto-objects -fuse-linker-plugin -m64 -pie -fuse-ld=gold -Wl,-z,relro -Wl,-z,now -Wl,--as-needed -static-libstdc++ -static-libgcc -Wl,--threads -Wl,--thread-count,1
#-fuse-ld=lld
/opt/gcc/9.2.0/bin/c++ -fPIE -flto -ffat-lto-objects -fuse-linker-plugin -m64 -pie -fuse-ld=lld -Wl,-z,relro -Wl,-z,now -Wl,--as-needed -static-libstdc++ -static-libgcc -Wl,--threads -Wl,

Answer 1

我做了一些研究，最后自己得出结论，如果我们在用 gcc 编译时使用 lld，则不会完成 LTO。我做了什么:

基于这个有些模糊的介绍:https://www.slideshare.net/chimerawang/gcc-lto ，我发现链接器并没有直接进行优化，而是在读取了所有目标文件中的所有符号后，将信息传递给 lto-wrapper，然后后者通过一些其他过程。因此，我使用 hello-world cpp 文件进行了测试，并使用 -v 标志对其进行了编译，实际上我看到了前面提到的连续调用(collect2 (链接器)-> lto-wrapper -> lto1)。但这是在使用默认链接器或 gold 链接器时。当我使用 -fuse-ld=lld 标志时，只有 collect2 进程被调用。这第一件事让我相信 LTO 根本没有完成。

但是，嘿，也许 lld 链接器内化了 LTO 进程，因此无需调用任何其他进程即可完成。所以我做了另一个测试，看看 LTO 是否完成(基于 this 文章)。基本上，我从一个 cpp 文件中调用了 100 000 000 次在其他 cpp 文件中定义的函数，该函数什么都不做。使用基本的 -O2 优化，生成的二进制文件运行时间约为 200 毫秒，因为编译器无法优化无用的函数调用。当同时使用 -flto 标志和 ld 或 gold 链接器时，生成的二进制文件运行时间约为 2 毫秒。但是当使用 lld 链接器时，生成的二进制文件也会在 ~200 毫秒内运行。所以带 lto 的 lld 运行速度和不带 lto 的 lld 一样慢。没有任何优化迹象。
在这里要提到的是，使用 lld 链接器，如果对象不使用 -ffat-lto-objects 编译，链接命令将失败。此标志使目标文件更大，因为编译器不仅转储 lto 代码，还转储无需 lto 即可链接的代码。

因此，考虑到与 lld 链接的二进制文件的时间性能以及需要使用 -ffat-lto-objects 编译对象的事实，我得出结论当使用 lld 链接器时，根本没有实现 LTO，但是 lld 使用编译器生成的非 LTO 代码来链接二进制文件。