LLVM

cc1

cc1 是 LLVM 工具链的核心部分，特别是在 Clang 编译器框架中。尽管开发者在日常编程工作中可能不会直接与它互动，但了解它是如何工作的对于深入理解整个编译流程是很有帮助的。

1. 定义: cc1 是 Clang 的实际编译器前端。当我们使用 clang 命令行工具编译 C/C++ 代码时，它实际上在内部启动 cc1 来执行大部分工作。

2. 主要职责:

   • 词法分析: 将源代码分解为标记。
   • 语法分析: 将这些标记组成语法树。
   • 语义分析: 确定语法树的含义，并执行初步的错误检查。
   • 生成中间表示: 从语法树生成 LLVM IR。

3. 为什么存在:

   • 分离 cc1 和 clang 的主要原因是为了模块化。这使得 Clang 可以在需要的时候轻松调用其他的前端，如 cc1plus 用于 C++ 代码。
   • 它还为其他工具（例如编译器插件或高级工具）提供了直接访问编译过程各个阶段的能力。

4. 如何使用: 通常，开发者不需要直接调用 cc1，因为 clang 工具会自动为我们做这件事。然而，了解其存在并知道如何使用它可以帮助我们更好地调试和理解编译过程。例如，使用 clang -### 命令可以显示 clang 如何调用 cc1。

5. 例子:
   如果运行以下命令:

   clang -### example.c
   

   我们会看到 clang 如何调用 cc1 以及传递给它的参数。

6. 注意:

   • 尽管 cc1 是编译过程中的核心部分，但它并不负责链接或汇编。这些工作是由其他工具完成的，如 lld 或系统的默认链接器。
   • cc1plus 是专门用于处理 C++ 代码的类似工具。

总的来说，cc1 是 Clang 编译器中的核心前端，它处理源代码并生成 LLVM IR。了解它和整个编译流程是对编译原理和 LLVM 框架的一个深入学习。

llc

llc 是 LLVM 工具链中的一个组件，它的主要作用是将 LLVM 中间表示 (LLVM IR) 转换为目标机器代码。LLVM IR 是一种低级、与体系结构无关的中间表示形式，通常以.ll或.bc文件为后缀。通过llc，可以将此中间表示形式转换为许多支持的目标平台的汇编或机器代码。

1. 主要功能: 将 LLVM 的中间表示 (IR) 转换为特定目标平台的汇编代码或机器代码。

2. 使用场景:

   • 当我们有一个 LLVM IR 文件，并且希望为一个特定的体系结构生成汇编或机器代码时。
   • 在完整的编译流程中，llc通常紧随clang（将C/C++源代码转换为LLVM IR）之后执行。

3. 基本使用:

   llc input.ll  # 将产生一个与平台相关的汇编文件, 如 input.s
   

4. 常见选项:

   • -march=<arch>: 指定目标体系结构，如x86、arm、aarch64等。
   • -filetype=<type>: 指定输出文件类型。例如，asm代表汇编文件（默认），obj代表目标文件。
   • -o <filename>: 指定输出文件的名称。

5. 例子:
   如果我们有一个名为input.ll的LLVM IR 文件，并希望将其转换为 ARM 架构的汇编代码：

   llc -march=arm input.ll -o output-arm.s
   

6. 注意:

   • 在使用llc之前，可能需要确保目标体系结构的后端在 LLVM 安装时是可用的。否则，就有可能会收到一个错误，说明该体系结构不受支持。
   • 通常，对于开发者而言，llc只是完整的编译和链接流程中的一个步骤。为了生成可执行的二进制文件，还需要其他的工具和步骤，例如汇编器和链接器。

总的来说，llc是LLVM的核心组件之一，允许开发者从LLVM IR生成目标机器的代码。通过它，LLVM 提供了一个平台无关的编译策略，使得针对多种目标平台的优化和代码生成成为可能。

LLVM 中的“汇编器”通常指的是 LLVM IR 的汇编器和反汇编器。这与通常意义上的机器代码汇编器稍有不同。LLVM IR 的汇编器和反汇编器的任务是将 LLVM 的中间表示 (IR) 与其文本形式之间进行转换。

1. LLVM IR: LLVM IR 是 LLVM 的中间表示，可以视为一种低级但仍然可读的编程语言。它有两种形式：

   • 文本形式（也被称为 LLVM 汇编语言）。通常保存为 .ll 文件。
   • 二进制形式（也被称为 LLVM 位码）。通常保存为 .bc 文件。

2. 任务:

   • 汇编器：将文本形式的 LLVM IR 转换为二进制形式的 LLVM 位码。
   • 反汇编器：将二进制形式的 LLVM 位码转换为文本形式的 LLVM IR。

3. 使用:
   使用 llvm-as 和 llvm-dis 工具可以进行上述转换。

   • 使用 llvm-as 进行汇编：

     llvm-as input.ll -o output.bc
     

   • 使用 llvm-dis 进行反汇编：

     llvm-dis input.bc -o output.ll
     

4. 注意事项:

   • 这里的“汇编”和“反汇编”是相对于 LLVM IR 而言的，不是针对机器代码的汇编。
   • LLVM 项目并不提供传统意义上的机器代码汇编器。当 LLVM 需要生成机器代码时，它通常直接生成机器代码位码，而不是生成汇编代码。尽管如此，使用 llc 工具可以从 LLVM IR 生成目标机器的汇编代码。
   • LLVM IR 的文本表示形式通常用于调试、分析或教学目的，因为它为人类提供了一个可读的中间编译表示。

总的来说，LLVM 提供了工具来汇编和反汇编其中间表示形式，LLVM IR。这使得开发者可以在文本和二进制格式之间转换，从而更容易地理解、调试和优化他们的代码。

lld

lld 是 LLVM 项目中的一个链接器。链接是编译过程的最后一个阶段，涉及到将编译器产生的各个目标文件（通常为 .o 或 .obj 文件）组合成一个单一的可执行文件、共享库或静态库。而 lld 就是设计来执行这一任务的。

1. 定义: lld 是 LLVM 项目的官方链接器，旨在为各种平台提供高性能和模块化的链接。它的目标是提供与其他系统链接器相当或更好的速度，并且与其他 LLVM 工具一起无缝工作。

2. 特点:

   • 跨平台: lld 支持多个目标平台，包括 ELF（Linux）、Mach-O（macOS）和 COFF（Windows）。
   • 性能: lld 旨在快速。它经常与其他链接器（如 GNU ld 或 gold）进行性能比较，并且在多数情况下都能提供良好的性能。
   • 简单性: 与其他链接器相比，lld 的代码库相对较小且模块化，这使得其易于维护和扩展。

3. 使用方法:
   如果已经安装了完整的 LLVM 套件，通常可以通过以下方式使用 lld：

   clang -fuse-ld=lld your_source_file.c
   

   或直接使用：

   lld [options] input_files
   

4. 子项目:
   lld 本身是模块化的，包含几个子项目，每个子项目专门为特定的目标平台提供支持：

   • ELF: 为基于 ELF 的系统（如 Linux）提供支持。
   • COFF: 为 Windows 平台提供支持。
   • Mach-O: 为 macOS 和 iOS 等 Apple 平台提供支持。
   • Wasm: 为 WebAssembly 提供支持。
   • MinGW: 为 MinGW 提供支持。

5. 为什么选择 lld:

   • 与 LLVM 无缝集成: 如果已经使用了 LLVM 工具链（例如 clang），lld 提供与这些工具无缝集成的能力。
   • 开源和活跃的开发: 作为 LLVM 项目的一部分，lld 的开发很活跃，且可以从社区获得支持。
   • 性能: 对于那些需要快速构建的项目，lld 可能会比其他链接器提供更快的链接时间。

6. 注意事项:

   • 尽管 lld 已经在许多场景中被证明是可靠的，但根据具体的使用情况和平台，可能会有一些与其他链接器的兼容性或特性差异。

总之，lld 是 LLVM 项目中的链接器组件，提供了一个高性能、模块化的解决方案，用于将目标文件链接成可执行文件或库。

LLVM

cc1

cc1 是 LLVM 工具链的核心部分，特别是在 Clang 编译器框架中。尽管开发者在日常编程工作中可能不会直接与它互动，但了解它是如何工作的对于深入理解整个编译流程是很有帮助的。

1. 定义: cc1 是 Clang 的实际编译器前端。当我们使用 clang 命令行工具编译 C/C++ 代码时，它实际上在内部启动 cc1 来执行大部分工作。

2. 主要职责:

   • 词法分析: 将源代码分解为标记。
   • 语法分析: 将这些标记组成语法树。
   • 语义分析: 确定语法树的含义，并执行初步的错误检查。
   • 生成中间表示: 从语法树生成 LLVM IR。

3. 为什么存在:

   • 分离 cc1 和 clang 的主要原因是为了模块化。这使得 Clang 可以在需要的时候轻松调用其他的前端，如 cc1plus 用于 C++ 代码。
   • 它还为其他工具（例如编译器插件或高级工具）提供了直接访问编译过程各个阶段的能力。

4. 如何使用: 通常，开发者不需要直接调用 cc1，因为 clang 工具会自动为我们做这件事。然而，了解其存在并知道如何使用它可以帮助我们更好地调试和理解编译过程。例如，使用 clang -### 命令可以显示 clang 如何调用 cc1。

5. 例子:
   如果运行以下命令:

   clang -### example.c
   

   我们会看到 clang 如何调用 cc1 以及传递给它的参数。

6. 注意:

   • 尽管 cc1 是编译过程中的核心部分，但它并不负责链接或汇编。这些工作是由其他工具完成的，如 lld 或系统的默认链接器。
   • cc1plus 是专门用于处理 C++ 代码的类似工具。

总的来说，cc1 是 Clang 编译器中的核心前端，它处理源代码并生成 LLVM IR。了解它和整个编译流程是对编译原理和 LLVM 框架的一个深入学习。

llc

llc 是 LLVM 工具链中的一个组件，它的主要作用是将 LLVM 中间表示 (LLVM IR) 转换为目标机器代码。LLVM IR 是一种低级、与体系结构无关的中间表示形式，通常以.ll或.bc文件为后缀。通过llc，可以将此中间表示形式转换为许多支持的目标平台的汇编或机器代码。

1. 主要功能: 将 LLVM 的中间表示 (IR) 转换为特定目标平台的汇编代码或机器代码。

2. 使用场景:

   • 当我们有一个 LLVM IR 文件，并且希望为一个特定的体系结构生成汇编或机器代码时。
   • 在完整的编译流程中，llc通常紧随clang（将C/C++源代码转换为LLVM IR）之后执行。

3. 基本使用:

   llc input.ll  # 将产生一个与平台相关的汇编文件, 如 input.s
   

4. 常见选项:

   • -march=<arch>: 指定目标体系结构，如x86、arm、aarch64等。
   • -filetype=<type>: 指定输出文件类型。例如，asm代表汇编文件（默认），obj代表目标文件。
   • -o <filename>: 指定输出文件的名称。

5. 例子:
   如果我们有一个名为input.ll的LLVM IR 文件，并希望将其转换为 ARM 架构的汇编代码：

   llc -march=arm input.ll -o output-arm.s
   

6. 注意:

   • 在使用llc之前，可能需要确保目标体系结构的后端在 LLVM 安装时是可用的。否则，就有可能会收到一个错误，说明该体系结构不受支持。
   • 通常，对于开发者而言，llc只是完整的编译和链接流程中的一个步骤。为了生成可执行的二进制文件，还需要其他的工具和步骤，例如汇编器和链接器。

总的来说，llc是LLVM的核心组件之一，允许开发者从LLVM IR生成目标机器的代码。通过它，LLVM 提供了一个平台无关的编译策略，使得针对多种目标平台的优化和代码生成成为可能。

LLVM 中的“汇编器”通常指的是 LLVM IR 的汇编器和反汇编器。这与通常意义上的机器代码汇编器稍有不同。LLVM IR 的汇编器和反汇编器的任务是将 LLVM 的中间表示 (IR) 与其文本形式之间进行转换。

1. LLVM IR: LLVM IR 是 LLVM 的中间表示，可以视为一种低级但仍然可读的编程语言。它有两种形式：

   • 文本形式（也被称为 LLVM 汇编语言）。通常保存为 .ll 文件。
   • 二进制形式（也被称为 LLVM 位码）。通常保存为 .bc 文件。

2. 任务:

   • 汇编器：将文本形式的 LLVM IR 转换为二进制形式的 LLVM 位码。
   • 反汇编器：将二进制形式的 LLVM 位码转换为文本形式的 LLVM IR。

3. 使用:
   使用 llvm-as 和 llvm-dis 工具可以进行上述转换。

   • 使用 llvm-as 进行汇编：

     llvm-as input.ll -o output.bc
     

   • 使用 llvm-dis 进行反汇编：

     llvm-dis input.bc -o output.ll
     

4. 注意事项:

   • 这里的“汇编”和“反汇编”是相对于 LLVM IR 而言的，不是针对机器代码的汇编。
   • LLVM 项目并不提供传统意义上的机器代码汇编器。当 LLVM 需要生成机器代码时，它通常直接生成机器代码位码，而不是生成汇编代码。尽管如此，使用 llc 工具可以从 LLVM IR 生成目标机器的汇编代码。
   • LLVM IR 的文本表示形式通常用于调试、分析或教学目的，因为它为人类提供了一个可读的中间编译表示。

总的来说，LLVM 提供了工具来汇编和反汇编其中间表示形式，LLVM IR。这使得开发者可以在文本和二进制格式之间转换，从而更容易地理解、调试和优化他们的代码。

lld

lld 是 LLVM 项目中的一个链接器。链接是编译过程的最后一个阶段，涉及到将编译器产生的各个目标文件（通常为 .o 或 .obj 文件）组合成一个单一的可执行文件、共享库或静态库。而 lld 就是设计来执行这一任务的。

1. 定义: lld 是 LLVM 项目的官方链接器，旨在为各种平台提供高性能和模块化的链接。它的目标是提供与其他系统链接器相当或更好的速度，并且与其他 LLVM 工具一起无缝工作。

2. 特点:

   • 跨平台: lld 支持多个目标平台，包括 ELF（Linux）、Mach-O（macOS）和 COFF（Windows）。
   • 性能: lld 旨在快速。它经常与其他链接器（如 GNU ld 或 gold）进行性能比较，并且在多数情况下都能提供良好的性能。
   • 简单性: 与其他链接器相比，lld 的代码库相对较小且模块化，这使得其易于维护和扩展。

3. 使用方法:
   如果已经安装了完整的 LLVM 套件，通常可以通过以下方式使用 lld：

   clang -fuse-ld=lld your_source_file.c
   

   或直接使用：

   lld [options] input_files
   

4. 子项目:
   lld 本身是模块化的，包含几个子项目，每个子项目专门为特定的目标平台提供支持：

   • ELF: 为基于 ELF 的系统（如 Linux）提供支持。
   • COFF: 为 Windows 平台提供支持。
   • Mach-O: 为 macOS 和 iOS 等 Apple 平台提供支持。
   • Wasm: 为 WebAssembly 提供支持。
   • MinGW: 为 MinGW 提供支持。

5. 为什么选择 lld:

   • 与 LLVM 无缝集成: 如果已经使用了 LLVM 工具链（例如 clang），lld 提供与这些工具无缝集成的能力。
   • 开源和活跃的开发: 作为 LLVM 项目的一部分，lld 的开发很活跃，且可以从社区获得支持。
   • 性能: 对于那些需要快速构建的项目，lld 可能会比其他链接器提供更快的链接时间。

6. 注意事项:

   • 尽管 lld 已经在许多场景中被证明是可靠的，但根据具体的使用情况和平台，可能会有一些与其他链接器的兼容性或特性差异。

总之，lld 是 LLVM 项目中的链接器组件，提供了一个高性能、模块化的解决方案，用于将目标文件链接成可执行文件或库。