如何强制LLVM生成单一ret指令？

问题背景 #

给定以下LLVM IR代码：

@yyy = external dso_local global i32
@zzz = external dso_local global i64

define void @exec_xxx() {
entry:
  %0 = load i32, i32* @yyy, align 4
  %1 = icmp eq i32 %0, 0
  br i1 %1, label %bb_true, label %bb_false
bb_true:
  store i64 0, i64* @zzz, align 8
  br label %bb_false
bb_false:
  ret void
}

这段IR仅包含1个ret指令，但LLVM生成的汇编代码却出现了2个ret：

exec_xxx:                               # @exec_xxx
        cmp     dword ptr [rip + yyy], 0
        je      .LBB0_1
        ret
.LBB0_1:                                # %bb_true
        mov     qword ptr [rip + zzz], 0
        ret

这是因为LLVM的**早期返回优化（Early Return Optimization）**会将直接返回的分支提前生成ret指令，减少跳转开销。若需要强制生成单一ret指令，可通过以下方式实现：

解决方法 #

1. 禁用早期返回优化Pass

LLVM的SimplifyCFG Pass负责执行早期返回这类控制流简化优化，可通过编译选项禁用该优化行为：

# 以clang为例，添加LLVM专属选项
clang -c -O1 -mllvm -disable-simplifycfg-early-returns your_file.ll

该选项会阻止SimplifyCFG将分支中的直接返回逻辑提前，保留IR中定义的统一出口块，最终生成单一ret指令。

2. 为函数添加optnone属性（禁用所有优化）

若不需要任何代码优化，可直接为目标函数添加optnone属性，强制LLVM不做任何优化变换：
修改后的LLVM IR：

@yyy = external dso_local global i32
@zzz = external dso_local global i64

define void @exec_xxx() #0 {
entry:
  %0 = load i32, i32* @yyy, align 4
  %1 = icmp eq i32 %0, 0
  br i1 %1, label %bb_true, label %bb_false
bb_true:
  store i64 0, i64* @zzz, align 8
  br label %bb_false
bb_false:
  ret void
}

attributes #0 = { optnone }

编译时即使开启优化等级，该函数也不会被优化，从而保留单一ret指令。

3. 手动调整控制流（配合优化限制）

虽然原IR已经是统一出口结构，但可进一步显式强化出口块的唯一性（比如在出口块添加无意义的空操作），降低LLVM优化的触发概率：

bb_false:
  %dummy = add i32 0, 0  # 添加无意义操作，阻止早期返回优化
  ret void

这种方法可靠性较低，优先推荐前两种方案。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者pmor