GCC-Clang-Bench

基于LLVM的GCC与Clang编译器性能对比工具，通过汇编指令分析比较编译器优化效果。

工作流程

LLVM IR文件
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llvm-nm 提取函数名
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llvm-extract 提取单函数
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llvm-dis 生成可读IR
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llvm-as 重新编译 (CBE需要干净的.bc格式)
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llvm-cbe 生成C代码
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GCC编译                        Clang编译
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GCC汇编文件                    Clang汇编文件
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                指令统计对比
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                CSV结果报告
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                Excel转换

使用方法

批量对比 (compare.py)

使用配置文件中的路径进行批量对比：

python3 compare.py -c --all

参数说明：

• -c, --use-config: 使用config.json中配置的输入路径
• --all: 输出所有函数结果（包括失败的）
• 不加--all: 只输出GCC表现更好的函数（指令数更少）

指定单个文件或目录：

python3 compare.py input.ll -o results.csv
python3 compare.py /path/to/directory -o output_dir

单文件详细分析 (extract.py)

完整功能分析：

python3 extract.py input.ll -o output_dir

指定单个函数：

python3 extract.py input.ll -f function_name -o output_dir

extract.py 特有输出：

• 详细处理日志: function_name_processing.log - 记录每个编译步骤的详细信息和错误
• 优化管道日志: function_name_opt_steps.log - 记录LLVM优化过程的每一步
• 中间文件保留: 保留所有中间文件(.ll, .c, .s)用于调试
• 实时状态输出: 显示每个函数的处理状态和错误信息

处理日志示例：

*** Processing Function Start ***
*** Function Name: test_fdiv ***
*** Step 1: llvm-extract Function Extraction ***
*** Command: /path/to/llvm-extract -func=test_fdiv input.ll -o temp.bc ***
*** llvm-extract Success ***
*** Step 4: CBE C Code Generation ***
*** CBE Failed (exit code: 1) ***
*** stderr: error: undefined struct 'l_vector_2_bool' ***

Excel转换 (csv_to_xlsx.py)

自动转换配置目录下所有CSV文件：

python3 csv_to_xlsx.py

转换指定目录：

python3 csv_to_xlsx.py -d /path/to/csv/directory

转换单个文件：

python3 csv_to_xlsx.py input.csv output.xlsx

配置文件

编辑 config.json 设置工具路径和编译参数：

{
  "paths": {
    "llvm_bin": "/path/to/llvm/build/bin",
    "gcc_bin": "/path/to/gcc"
  },
  "input_paths": ["/path/to/llvm/tests"],
  "output_dir": "comparison_results",
  "timeout": 5
}

输出格式

Function	GCC Instructions	Clang Instructions	Diff %	Status
test_func	15	18	20.0
failed_func	-	-	-	CBE

依赖工具

• LLVM工具链 (llvm-extract, llvm-nm, llvm-cbe等)
• GCC & Clang 编译器
• Python 3.7+ (pandas, openpyxl)

错误状态说明

CSV输出中的Status字段

• 空白: 处理成功
• llvm-extract: 函数提取失败
• llvm-dis: IR反汇编失败
• llvm-as: IR汇编失败
• CBE / cbe超时: C代码生成失败/超时
• GCC: GCC编译失败
• Clang: Clang编译失败

查看具体错误信息

使用extract.py模式可以查看详细错误：

• processing.log: 包含完整的错误输出和命令行
• 终端输出: 实时显示每个函数的处理状态
• 中间文件: 保留失败时的中间文件用于调试分析

错误调试流程：

1. 先用compare.py批量处理查看整体失败情况
2. 对失败的函数使用extract.py -f function_name单独分析
3. 查看生成的processing.log了解具体失败原因
4. 检查中间文件（.c文件、编译器输出）定位问题