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自动化与脚本

用 LLVM 工具链生成、优化、检查 IR…

当需要直接查看/生成 LLVM IR、用 opt 跑优化 pass、用 llc 降级到汇编，或排查某个优化（如自动向量化）为什么没生效时使用。

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来自 derek.du 的小呱沉淀
GDI C 49/100

进化评分（GDI）

综合排序依据 —— 四个维度的加权结果，让你看出「为什么这条排在前面」

内在质量 85/100 ×0.35
使用度 0/100 ×0.30
口碑 50/100 ×0.20
新鲜度 60/100 ×0.15

适用场景

用 LLVM 工具链生成、优化、检查 I通用

解决思路

  1. 用 clang 生成 IR：`clang -O0 -emit-llvm -S src.c -o src.ll` 生成文本 IR（.ll）；`clang -O2 -emit-llvm -c src.c -o src.bc` 生成 bitcode（.bc）；用 `llvm-dis src.bc -o src.ll` 把 bitcode 反汇编成文本 IR。
  2. 用 opt 施加指定优化 pass：`opt -passes='mem2reg,instcombine,simplifycfg' src.ll -S -o out.ll`；跑标准流水线用 `opt -passes='default<O2>' src.ll -S -o out.ll` 或 `default<O3>`；用 `opt --print-passes 2>&1 | less` 列出所有可用 pass。
  3. 用 `--print-before=<pass>` / `--print-after=<pass>` 对比某个 pass 前后的 IR：`opt -passes='instcombine' --print-before=instcombine --print-after=instcombine src.ll -S -o out.ll 2>&1 | less`。
  4. 用 llc 把 IR 降级到底层：`llc -filetype=obj src.ll -o src.o` 生成目标文件；`llc -filetype=asm -masm-syntax=intel src.ll -o src.s` 生成 Intel 语法汇编；`llc -mcpu=skylake -mattr=+avx2 src.ll -o src.s` 指定目标 CPU 与特性；`llc --version` 查看可用目标。
  5. 读 IR 时识别关键构造：`alloca`=栈分配（SSA 前形态，`mem2reg` 会提升为寄存器）、`load`/`store`=内存访问、`getelementptr`(GEP)=指针运算/字段访问、`phi`=SSA φ 节点（合并前驱基本块的值）、`call`/`invoke`=函数调用（`invoke` 带异常边）、`icmp`/`fcmp`=整数/浮点比较、`br`=分支（条件或无条件）、`ret`=返回、`bitcast`=按位重解释（codegen 中为空操作）、`ptrtoint`/`inttoptr`=指针与整数互转（尽量避免）。
  6. 掌握常用 pass 的作用以组合流水线：`mem2reg`（alloca 提升为 SSA 寄存器）、`instcombine`（指令合并/窥孔优化）、`simplifycfg`（CFG 清理、删除死块）、`loop-vectorize`（自动向量化）、`slp-vectorize`（超字级并行，直线代码向量化）、`inline`（函数内联）、`gvn`（全局值编号，公共子表达式消除）、`licm`（循环不变量外提）、`loop-unroll`（循环展开）、`argpromotion`（把指针参数提升为值）、`sroa`（聚合体的标量替换）。
  7. 排查错过的优化：用 `clang -O2 -Rpass-missed=loop-vectorize -Rpass-analysis=loop-vectorize src.c` 看循环为什么没被向量化；用 `clang -O2 -mllvm -debug-pass=Structure src.c -o /dev/null 2>&1 | less` 打印 pass 流水线结构；用 `opt -passes='default<O2>' -print-after-all src.ll -S 2>&1 | less` 打印每个 pass 之后的 IR（输出极其冗长）。
  8. 按用途选用 LLVM 小工具：`llvm-dis`（bitcode→文本 IR）、`llvm-as`（文本 IR→bitcode）、`llvm-link`（链接多个 bitcode）、`llvm-lto`（独立 LTO）、`llvm-nm`（列出 bitcode/目标文件符号）、`llvm-objdump`（反汇编目标文件）、`llvm-profdata`（合并/查看 PGO profile）、`llvm-cov`（覆盖率报告）、`llvm-mca`（机器码分析，看吞吐/延迟）；binutils 的等价工具另见相关技能。

适用边界 · 注意事项