最直接的方式是用 clang test.c -o2 -mllvm -print-before-all -s -o /dev/null 2>pass-flow.log,它会在每个优化 pass 执行前打印 ir,日志以 ir dump before 开头,清晰展示 -o2 调度的 pass 名称及执行顺序。

用 -mllvm -print-before-all 看每个 Pass 前的 IR
这是最直接的方式:让 LLVM 在每个优化 Pass 执行前,把当前模块(或函数)的 IR 打印出来。输出会非常长,但能明确看到 -O2 调度了哪些 Pass,以及它们的执行顺序。
常见错误是只加 -print-before-all 而不带 -mllvm —— 这个选项必须通过 -mllvm 透传给 LLVM 中端,否则 clang driver 会忽略它。
实操命令:
clang test.c -O2 -mllvm -print-before-all -S -o /dev/null 2>pass-flow.log
注意几点:
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-S是必须的,否则不会生成 IR,-print-before-all就没东西可打 - 输出重定向到文件(
2>pass-flow.log)是因为打印内容走 stderr - 日志里每段以
*** IR Dump Before <passname> ***</passname>开头,<passname></passname>就是实际运行的 Pass 名,比如loop-vectorize、instcombine、sroa - 如果源文件有多个函数,会为每个函数重复打印,可用
-mllvm -filter-print-funcs=foo限定函数名来减少干扰
用 -mllvm -debug-pass=Structure 查看 Pass 调度拓扑
这个选项不打印 IR,而是输出 Pass Manager 的构建结构——即 LLVM 实际组装的 Pass 管线(Pipeline)是什么样的。它告诉你哪些 Pass 属于 FunctionPassManager,哪些被包装进 CGSCC 或 LoopManager,甚至能看出 New PM 和 Legacy PM 的差异。
实操命令:
clang test.c -O2 -mllvm -debug-pass=Structure 2>pipeline.log
关键信息在日志末尾,类似:
ParallelFunctionPassManager
FunctionPassManager
SROA
EarlyCSE
CorrelatedValuePropagation
InstructionCombining
…
这比看 IR 更轻量,也更贴近调度本质。但要注意:
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-debug-pass只在 debug 版本的 LLVM 中有效;release 版本(如系统自带 clang)会静默忽略 - 输出中出现
Skipped表示该 Pass 被跳过(例如因函数无循环而跳过loop-vectorize) - 若用的是 New Pass Manager(LLVM 10+ 默认),结构会更扁平;Legacy PM 则嵌套更深
用 opt -O2 -debug-pass=Arguments 避开 clang driver 干扰
clang 的 -O2 是一个“宏开关”,背后会调用 opt 工具链并插入一堆隐式 Pass。有时你想确认某个 Pass 是否真的进了管线,又不想被 clang 前端(如预处理、AST 构建)干扰,可以直接用 opt 处理 .bc 文件。
步骤分三步:
- 先生成 bitcode:
clang -c -emit-llvm test.c -o test.bc - 再用 opt 模拟 -O2:
opt -O2 -debug-pass=Arguments test.bc -o /dev/null 2>args.log - 查看
args.log,里面会列出opt实际拼出的 Pass 序列,比如:-passes='default<o2>'</o2>展开后是require,globaldce,instcombine,...
这个方法的优势是干净、可控。但要注意:
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opt -O2和clang -O2的 Pass 集合并不完全等价——前者不含前端相关 Pass(如lower-switch),也不含后端代码生成前的 final cleanup - 如果你关心的是最终生成代码的行为,仍要回到 clang +
-print-after-all组合
为什么 -Rpass=* 不够用
-Rpass=loop-vectorize 这类选项只报告“某个 Pass 是否触发了优化动作”,不是“该 Pass 是否运行了”。比如 loop-vectorize 可能完整跑了一遍,但因为循环有依赖,什么都没改,此时 -Rpass 就不会输出任何信息,容易误判它没执行。
真正想确认 Pass 是否进入管线,得看调度层(-debug-pass=Structure)或执行层(-print-before-all)。而 -Rpass 更适合调试“为什么某次向量化失败”,不是查“有哪些 Pass 跑了”。
容易被忽略的一点:LLVM 的 Pass 管线是 context-sensitive 的。同一个 Pass(如 instcombine)在 -O2 下可能运行 3–5 次,分别在不同阶段(early、late、before inlining、after inlining)。只看一次输出,会漏掉重复调度的事实。











