LLVM学习笔记----clang、llvm-as、llvm-dis、llc、 llvm-link、lli

写在前面：有哪些无法理解请结合下方链接共同参看。对LLVM的认识与理解（LLVM与传统编译器对比）_What’sman 的博客-CSDN博客基础概念LLVM（Lower Level Virtual Machine）：是一个编译器（编译器就是把人类可读的高级语言映射到机器执行码）基础框架、是模块化和可重用的编译器和工具链技术的集合。LLVM的代码有 3种表示形式：内存编译器中的IR（intermediate representation 中间代码）、存于磁盘的bitcode（也称为字节码——bytecode，由两部分组成：位流bitstream，可类比字节流，以及将 LLVM IR 编码成位流的编码格式。），以及用户可读的汇编码。..https://blog.csdn.net/weixin_42492218/article/details/121203965?spm=1001.2014.3001.5501

clang

解释：Clang只是一个编译器前端，其将C类语言编译成一种“汇编语言（LLVM的中间语言IR）”。接着，通过LLVM（Low Level Virtual Machine）作为后端，将这种“汇编语言”编译成针对不同机器的二进制机器语言。

作用：Clang 能够作为预处理器、编译器驱动、前端以及代码生成器使用，它的输出取决于你指定的参数。

示例：$ clang -emit-llvm -S multiply.c -o multiply.ll

代码解释： -emit-llvm 使用LLVM描述汇编和对象文件。

-S 只运行预处理和编译步骤

-o (filename)输出到目标文件

更多命令选项：

-c
只运行预处理,编译和汇编步骤
-E

运行预处理
-fsyntax-only
防止编译器生成代码,只是语法级别的说明和修改
-cc1

只运行编译器前端
-Xclang <arg>
向clang编译器传递参数
-dump-tokens
运行预处理器,拆分内部代码段为各种token
-ast-dump
构建抽象语法树AST,然后对其进行拆解和调试
-fobjc-arc
为OC对象生成retain和release的调用
-fmodules
允许modules的语言特性

llvm-as

解释：llvm-as 即是 LLVM 的汇编器。它会将 LLVM IR 转为 LLVM bitcode（就像把普通的汇编码
转成可执行文件）。它以LLVM IR作为输入以.bc文件作为输出。LLVM bitcode （也称为字节码——bytecode）由两部分组成：位流（bitstream，可类比字节流），以及将 LLVM IR 编码成位流的编码格式。

作用：把 LLVM IR转换为.bc文件。

示例：$ llvm-as test.ll –o test.bc

代码解释： -o (filename)输出到目标文件

更多命令选项：

-f

在终端上启用二进制输出。通常，如果输出流是终端，llvm-as将拒绝写入原始bitcode输出。使用此选项，无论输出设备如何， llvm-as都将写入原始bitcode。
-help

打印命令行选项的摘要。

退出状态

如果llvm-as成功，它将以0退出。否则，如果发生错误，它将以非零值退出。

llvm-dis

解释：llvm-dis命令即是LLVM反汇编器，它使用LLVM bitcode文件作为输入，输出LLVM
IR。

作用：把 .bc文件转换为LLVM IR。

示例：$ llvm-dis test.bc –o test.ll

代码解释： -o (filename)输出到目标文件

更多命令选项：

退出状态

如果llvm-dis成功，它将以0退出。否则，如果发生错误，它将以非零值退出。

llc

-f

在终端上启用二进制输出。通常，如果输出流是终端，llvm-dis将拒绝写入原始bitcode输出。使用此选项，无论输出设备如何， llvm-dis都将写入原始bitcode。
-help

打印命令行选项的摘要。

解释：llc 命令把 LLVM 输入编译为特定架构的汇编语言，将 LLVM bitcode 文件转换为目标机器的汇编码。如果我们在之前的命令中没有为其指定任何架构，那么默认生成本机的汇编码，即调用 llc 命令的主机。如果你想更进一步由汇编文件得到可执行文件，你还可以使用汇编器和链接器。

作用：LLVM bitcode 文件转换为目标机器的汇编码。

示例：$ llc test.bc –o test.s

代码解释： -o (filename)输出到目标文件

更多命令选项：

-help

打印命令行选项的摘要。
-O=uint

生成不同优化级别的代码。这些对应于clang的 -O0，-O1，-O2，和-O3优化所使用的优化级别。
-filetype=<output file type>

指定llc应生成哪种输出。选项包括：asm 用于文本汇编（'.s'），obj用于本机对象文件（'.o'）和null用于不发出任何内容（用于性能测试）。请注意，并非所有目标都支持所有选项。
–frame-pointer

指定帧指针消除优化的效果（全部，非叶子，无）
–disable-excess-fp-precision

禁用可能会为浮点生成过多精度的优化。请注意，此选项可以显着减慢某些系统（例如X86）上的代码。
–enable-no-infs-fp-math

启用不包含Inf值的优化。
–enable-no-nans-fp-math

启用不采用NAN值的优化。
–enable-unsafe-fp-math

启用对IEEE数学做出不安全假设的优化（例如，该添加是关联的），或者可能不适用于所有输入范围。这些优化允许代码生成器使用一些原本不可用的指令（例如fsin在X86上）。
–stats

打印由代码生成通行证记录的统计信息。
–time-passes

记录每次传递所需的时间并将报告输出到标准错误。
–load=dso_path

动态加载dso_path（实现动态共享对象的路径），实现LLVM目标。这将允许目标名称与-march选项一起使用，以便可以为该目标生成代码。
-stack-size-section

发出包含堆栈大小元数据的.stack_sizes部分。该部分包含一对函数符号值（指针大小）和堆栈大小（无符号LEB128）。堆栈大小值仅包括在函数序言中分配的空间。不包括具有动态堆栈分配的函数。
-remarks-section

发出.remarks（ELF）/__remarks（MachO）部分，其中包含有关备注诊断的元数据。
–print-machineinstrs

在编译阶段之间打印生成的机器代码（对调试很有用）。
–regalloc=allocator

指定要使用的寄存器分配器。有效的寄存器分配器是：
- basic:基本寄存器分配器。
- fast:快速寄存器分配器。它是未优化代码的默认值。
- greedy:贪婪的注册分配器。它是优化代码的默认值。
- pbqp:基于”分区布尔二次规划”的寄存器分配器。

详情请参考-help选项，不过多赘述

退出状态

如果llc成功，它将以0退出。否则，如果发生错误，它将以非零值退出。

llvm-link

解释：把生成的.bc 文件变成一个单一的包含了所有所需引用的bitcode 文件即链接.bc 文件。llvm-link 工具的功能和传统的链接器一致：如果一个函数或者变量在一个文件中被引用，却在另一个文件中定义，那么链接器就会解析这个文件中引用的符号。但和传统的链接器不同，llvm-link 不会链接 Object 文件生成一个二进制文件，它只链接 bitcode 文件。

作用：对.bc文件做链接。

示例：$ llvm-link test1.bc test2.bc –o output.bc

代码解释： -o (filename)输出到目标文件

更多命令选项：

-f

在终端上启用二进制输出。通常，如果输出流是终端，llvm-link将拒绝写入原始bitcode输出。使用此选项，无论输出设备如何，llvm-link都将写入原始bitcode。
-S

输出LLVM中间语言（而不是bitcode）。

-help

打印命令行选项的摘要。

-d

lvm-link将输出bitcode文件的人类可读版本到标准错误文件。

-v

详细模式。打印有关llvm-link正在执行的操作的信息。这通常包括为每个找到的库链接的每个 bitcode文件的消息。

退出状态

如果llvm-link成功，它将以0退出。否则，如果发生错误，它将以非零值退出。

lli

解释：lli 工具命令执行 LLVM bitcode 格式程序，它使用 LLVM bitcode 格式作为输入并且
使用即时编译器（JIT）执行。当然，如果当前的架构不存在 JIT 编译器，会用解释器执行。
如果 lli 能够采用 JIT 编译器，那么它能高效地使用所有代码生成器参数，如 llc。

作用：执行.bc文件。

示例：$ lli output.bc

退出状态

如果lli无法加载程序，它将以退出代码1退出。否则，它将返回它执行的程序的退出代码。