工具链——LLVM

LLVM 工具链分类整理

一览

1. 编译与编译器相关工具

功能	工具
前端工具	clang, clang++, clang-cl, flang, flang-new
后端工具	llc, llvm-as, llvm-dis, llvm-objcopy, llvm-objdump, llvm-link, llvm-extract, llvm-isel-fuzzer
链接器	ld.lld, lld-link, wasm-ld, nvptx-arch
二进制分析	llvm-ar, llvm-ranlib, llvm-nm, llvm-size, llvm-strip

2. 测试与调试相关工具

功能	工具
调试工具	llvm-dwarfdump, llvm-symbolizer, llvm-debuginfo-analyzer, llvm-debuginfod-find
测试工具	FileCheck, not, scan-build, scan-build-py, scan-view
性能测试	clang-check, opt, llvm-profdata, llvm-cov, llvm-mca, llvm-exegesis

3. 专用工具

功能	工具
机器学习与优化	mlir-opt, mlir-tblgen, mlir-reduce, mlir-lsp-server
代码生成器	tblgen-lsp-server, clang-tblgen, llvm-tblgen
Fortran 相关工具	fir-opt, f18-parse-demo

4. 测试支持与开发辅助工具

功能	工具
测试生成器	bugpoint, clang-fuzzer-dictionary
依赖分析与构建辅助	clang-scan-deps, intercept-build, analyze-build

5. 系统和库工具

功能	工具
库工具	llvm-lib, llvm-libtool-darwin, llvm-addr2line
资源工具	llvm-config, llvm-cat, llvm-readelf, llvm-readobj

6. 辅助与实验性工具

功能	工具
工具生成器	clang-import-test, clang-installapi, llvm-reduce
分析器与格式化工具	clang-format, clang-diff, diagtool

常用工具链

• clang
• clang++
• clang-cl→模拟 Microsoft 的 Visual C++ 编译器，用于在 Windows 上兼容 MSVC 工具链
• llc
• lld
• ld. lld
• llvm-as
• llvm-dis
• llvm-link
• opt

次常见工具链

• llvm-ar
• llvm-nm
• llvm-size
• llvm-objdump
• llvm-strip

调试与分析测试工具

• llvm-symbolizer→将堆栈跟踪中的地址转换为函数名、文件名和行号，用于调试
• llvm-dwarfdump→检查 DWARF 调试信息
• llvm-xray→用于代码分析和性能优化的工具，通过插桩生成跟踪数据
• llvm-mca→模拟机器代码执行，分析性能瓶颈
• llvm-profdata→用于分析和处理性能分析数据文件（Profile Data）
• llvm-cov→用于生成代码覆盖率报告
• llvm-exegesis→生成性能基准，用于分析 CPU 指令的延迟和吞吐量
• llvm-lit→LLVM 的测试框架，执行单元测试和回归测试

其他

• clang-tidy→用于静态分析和代码风格检查
• scan-build→通过 Clang 对 C/C++ 项目进行静态分析，集成编译过程
• clang-format→用于格式化 C/C++/Objective-C 源代码
• llvm-config→提供关于 LLVM 安装的信息，例如版本号、库路径、编译标志等
• llvm-cat→用于简单地连接多个 LLVM IR 文件
• clang-scan-deps→分析和跟踪文件依赖

个人觉得眼前一亮的工具链

• obj2yaml 与yaml2obj：将 ELF/COFF/Mach-O 等对象文件转为 YAML 格式以便阅读或测试。反之可以方便快捷编写. o 文件
• llvm-opt-fuzzer：Fuzz 测试 LLVM 优化器中的 Pass 管道，发现崩溃或非预期行为
• llvm-isel-fuzzer：Fuzz 测试 LLVM 后端的指令选择器（Instruction Selection），用于发现代码生成崩溃或错误。
• llvm-dwp：合并多个 DWARF .dwo 文件成一个 .dwp 文件，供调试用（DWARF 5）
• llvm-extract：从 LLVM bitcode 中提取单个函数或全局变量，生成最小测试样例
• llvm-opt-report：显示编译器优化信息（如矢量化、循环展开）的人类可读报告。
• llvm-undname：将 MSVC 风格的 C++ 符号名称（mangled）还原成人类可读形式（demangle）。
• llvm-pdbutil：分析和提取 Microsoft PDB（调试信息）文件中的内容。
• llvm-ml：LLVM 版 MASM 汇编器，兼容 MSVC 的 .asm 文件语法。
• llvm-mt：LLVM 版 mt.exe 工具，用于操作 Windows 清单（manifest）文件。
• llvm-ifs：生成和处理 ELF 接口描述文件（Interface Stub），支持模块化构建与 ABI 检查。
• llvm-bcanaylzer：分析 LLVM Bitcode 文件中的字节码结构和编码细节（低层调试专用）。

工具链大全

• llvm-addr2line：用于将程序中的地址转换为源代码位置。它接受一个地址（或多个地址）和一个可执行文件，然后返回与该地址对应的文件名和行号，非常适用于调试和堆栈跟踪分析。
• llvm-ar：LLVM 提供的归档工具，功能类似于 GNU ar，用于创建、修改和提取 .a 静态库文件。它支持标准的 ar 命令选项，并能处理 LLVM bitcode 文件，是构建和链接过程中的重要工具。
• llvm-as：用于将人类可读的 LLVM IR（中间表示）文本格式（.ll 文件）转换为 LLVM bitcode（二进制格式，.bc 文件）。它是 IR 开发与调试流程中的关键工具。
• llvm-bcanalyzer：用于分析 LLVM bitcode 文件中 bitstream 格式的工具。它可以帮助开发者理解和调试 .bc 文件的结构，输出详细的块结构和记录信息，通常用于底层格式研究或工具开发。
• llvm-bitcode-strip：一个实用工具，用于从 LLVM bitcode 文件中去除无用的元数据、符号等，以减小文件大小或隐藏调试信息。它适合用于发布优化后的版本。
• llvm-cat：用于串联多个 LLVM bitcode 文件或中间表示文件（如 .ll, .bc）并输出，常用于脚本或工具链中数据的简单合并操作。
• llvm-cfi-verify：用于验证 Control Flow Integrity（控制流完整性，CFI）保护措施的工具。它可以检查二进制文件中是否正确插入了 CFI 措施，是分析安全性和检测漏洞的重要工具之一。
• llvm-config：提供有关 LLVM 安装的配置信息，例如包含路径、库路径、版本等。它常用于配置使用 LLVM 构建的外部项目，简化 Makefile 或 CMake 的设置过程。
• llvm-cov：是一个代码覆盖率分析工具，通常与 Clang 编译器配合使用。它可以展示哪些源代码被执行了、哪些没有，是评估测试覆盖率的重要手段。
• llvm-c-test：一个用于测试 LLVM C API 的工具。它包含一系列测试用例，验证 LLVM 提供的 C 接口是否按照预期工作，主要用于开发者在修改接口后进行回归测试。
• llvm-cvtres：是一个将 Microsoft COFF 资源对象文件（.res）转换为标准 COFF 对象文件（.obj）的工具。这对于使用 LLVM 工具链在 Windows 平台上构建包含资源的应用程序尤为重要。
• llvm-cxxdump：用于转储和分析 C++ 类信息（如 vtable）的工具，特别适用于 MSVC 编译生成的二进制文件。它有助于理解 C++ 对象布局和继承结构。
• llvm-cxxfilt：LLVM 的 C++ 名字还原工具，与 GNU 的 c++filt 类似。它可以将编译器生成的符号（如_Z3fooi）还原成人类可读的函数签名（如 foo(int)），便于调试和分析。
• llvm-cxxmap：是一个处理 Microsoft C++ Name Map 文件（.map 文件）的工具，用于查看链接器生成的符号地址映射。这对于理解符号分布和调试链接问题非常有帮助。
• llvm-debuginfo-analyzer：用于分析可执行文件或对象文件中调试信息（如 DWARF）的工具。它可以帮助开发者深入查看调试符号的结构、内容和关联性，常用于调试工具链或调试信息优化。
• llvm-debuginfod：LLVM 提供的调试信息服务器，兼容 GNU 的 debuginfod 协议。它可以托管调试信息文件（如 .dwarf, .debug, .sym），让客户端工具（如 gdb 或 llvm-symbolizer）通过 HTTP 下载需要的调试符号，实现远程调试支持。
• llvm-debuginfod-find：与 llvm-debuginfod 配套使用的客户端工具，用于查找并获取远程服务器上的调试信息文件。它会根据 build-id 或其他标识请求所需资源，帮助调试器自动获取符号信息。
• llvm-diff：比较两个 LLVM IR 文件（.ll 或 .bc）之间差异的工具。它比普通文本比较工具更智能，能理解 LLVM 结构，忽略符号名变化等不影响语义的差异，适用于变更分析和优化验证。
• llvm-dis：LLVM 的反汇编器，用于将 LLVM bitcode 文件（.bc）反编译成人类可读的 LLVM IR 文本格式（.ll）。它是了解和调试 bitcode 内容的关键工具。
• llvm-dlang-demangle-fuzzer：专为测试 D 语言符号还原器（demangler）而设计的模糊测试工具。它自动生成各种可能导致崩溃或错误的输入，以确保 D 语言相关的符号处理工具稳定性和安全性。
• llvm-dlltool： 对 GNU dlltool 的实现，专用于创建 Windows DLL 所需的导入库（.lib 或 .a 文件）和导出定义文件（.def）。在使用 LLVM 工具链构建 Windows 程序时，它是连接 DLL 的重要辅助工具。
• llvm-dwarfdump：一个用于查看 DWARF 格式调试信息的工具。它可以打印出 ELF 或 Mach-O 文件中包含的 DWARF 数据结构，帮助分析编译器生成的调试元数据，常用于底层调试和工具开发。
• llvm-dwarfutil：一个操作 DWARF 调试信息的工具，可以对调试信息进行优化、合并或裁剪等处理。它有助于减少最终调试信息的大小，或清理无用条目，适用于发布前的符号处理。
• llvm-dwp：用于将分离的 DWARF 信息（.dwo 文件）合并为一个 DWARF 包（.dwp 文件），以便支持 Fission 模式下的调试。这对于大型项目的模块化编译尤为重要，有助于统一管理调试信息。
• llvm-exegesis：性能分析工具，用于测量特定目标平台上的指令吞吐量和延迟，支持自动生成指令调度模型。它对优化 LLVM 后端代码生成、了解微架构行为非常有用。
• llvm-extract：从一个 LLVM 模块中提取指定的函数、全局变量等子集，生成一个只包含这些内容的独立 bitcode 文件。这对于分析单个函数或做增量优化测试非常有帮助。
• llvm-gsymutil：一个生成或处理 GSYM（Generic Symbol Format）格式的工具，这是一种适用于高效符号查询的格式。它可从 DWARF 调试信息中提取函数信息，生成 GSYM 文件，优化调试器的符号加载效率。
• llvm-ifs：用于处理和生成 ELF 接口桩文件（.ifs），这是表示共享库 API 的抽象格式。它可以用于 ABI 检查、接口验证或构建加速，常见于大型系统项目的构建流程中。
• llvm-install-name-tool：macOS 平台下的一个工具，类似于 Apple 的 install_name_tool。它用于修改 Mach-O 文件中动态库的安装名（install name）和依赖路径，常用于调整动态链接库的查找路径，方便打包和部署。
• llvm-isel-fuzzer：测试 LLVM 指令选择（Instruction Selection）阶段的模糊测试工具。它用于生成各种随机输入，检测代码生成器中的崩溃或错误，确保后端架构实现的健壮性。
• llvm-itanium-demangle-fuzzer：用于模糊测试 Itanium C++ 名字还原器的工具，Itanium ABI 是很多平台（如 Linux）上常见的 C++ 名字修饰方式。这个工具用于测试 llvm-cxxfilt 的稳定性，防止恶意输入导致崩溃。
• llvm-jitlink：LLVM 的 JIT（即时编译）链接器框架，用于动态地将对象文件链接成可执行代码并运行。它是 ORC JIT 的一部分，设计用于高性能、低延迟的动态代码生成和执行场景。
• llvm-jitlink-executor：llvm-jitlink 的辅助工具，用于运行由 JIT 生成并链接好的代码。它提供一个独立的执行环境或服务器进程，适合与客户端进程分离执行代码，增强 JIT 运行的灵活性和安全性。
• llvm-lib：一个 Windows 平台下的工具，用于创建静态库（.lib 文件），等价于 MSVC 提供的 lib.exe。它用于管理目标文件的归档，在使用 LLVM 工具链构建 Windows 项目时非常重要。
• llvm-libtool-darwin：是 LLVM 实现的 macOS 专用 libtool 工具，用于创建静态库（.a 文件）。与标准 ar 相比，它能更好地处理 Mach-O 格式特有的需求，是 macOS 平台上构建工具链的关键部分。
• llvm-link：用于将多个 LLVM bitcode 文件（.bc）合并为一个统一的模块。它在编译多个模块后做统一优化和代码生成之前特别有用，等价于传统编译中的“链接”步骤，但针对 LLVM IR。
• llvm-lipo：LLVM 提供的 lipo 工具替代品，用于操作 macOS 下的 fat 二进制文件（包含多个架构的可执行代码）。它可以查看、提取或合并不同架构的 Mach-O 文件，用于构建通用二进制（universal binary）。
• llvm-lit：是 LLVM 的测试运行器（LLVM Integrated Tester），基于 Python 编写，用于自动化运行和验证 .ll, .bc 和相关脚本的输出。它是 LLVM 项目测试基础设施的重要组成部分。
• llvm-locstats：一个统计源代码行号覆盖情况的工具，主要分析调试信息中记录的源代码行数，适用于评估调试信息的完整性和优化覆盖范围。
• llvm-lto：LLVM 的 Link Time Optimization（链接时优化）工具，用于合并 bitcode 文件并进行全程序优化。它能显著优化程序性能，适合构建 release 版本或大型项目。
• llvm-lto2：较新的 LTO 实现，使用更现代的 LLVM ORC 架构支持细粒度并行编译和增量链接。它代表了 LLVM LTO 技术的发展方向，但仍处于较新阶段，适合探索高效构建流程。
• llvm-mc：LLVM 的机器代码工具，它能将汇编代码转换为机器码，或将机器码反汇编成汇编。它还支持语法验证、指令格式生成等功能，是编写和测试汇编代码的核心工具。
• llvm-mca：一个性能分析工具，用于模拟目标处理器上的指令执行流程，分析瓶颈、吞吐量、延迟等。它对编写高性能汇编或分析代码生成效果非常有帮助。
• llvm-microsoft-demangle-fuzzer：一个模糊测试工具，用来测试 LLVM 实现的 Microsoft C++ 名字还原器（demangler），确保它能正确还原 MSVC 编译器生成的符号，并在面对异常输入时保持稳定。
• llvm-min-tblgen：一个精简版的 TableGen 工具，用于解析 LLVM TableGen 语法并生成指定格式的代码，通常用于开发和调试 TableGen 描述文件而无需完整生成所有内容。
• llvm-ml： LLVM 的 MASM（Microsoft 汇编器）兼容实现，用于在 Windows 上编译 MASM 风格的汇编语言。它帮助在 LLVM 工具链中替代 MS 的 ml.exe 工具。
• llvm-modextract：从多模块的 bitcode 文件中提取出单独的模块，适合在 ThinLTO 场景下调试或分析单个模块的优化情况。
• llvm-mt：mt.exe 的 LLVM 实现版本，用于处理 Windows Manifest 文件（应用程序元数据），如嵌入或合并清单信息。
• llvm-nm：这个工具列出目标文件中的符号表，支持多种格式（ELF、Mach-O、COFF），是调试和分析链接过程中的常用工具。
• llvm-objcopy：用于修改目标文件的工具，可以复制对象文件、删除段、重命名符号等。它是 GNU objcopy 的 LLVM 版本，支持更广泛的格式。
• llvm-objdump：类似，但用于查看对象文件内容，如反汇编、段信息、符号表、调试信息等，是程序分析的核心工具。
• llvm-opt-fuzzer：此模糊器针对 LLVM 中的优化器组件进行模糊测试，用于发现潜在崩溃或错误转换，确保各种 LLVM 优化传递（passes）在处理异常 IR 时仍能安全工作。
• llvm-opt-report：提供 LLVM 优化报告的可读形式，展示优化器做了哪些变换（如向量化、内联），常与 clang 生成的 .opt.yaml 文件结合使用。
• llvm-otool：macOS otool 的替代品，用于查看 Mach-O 文件的各种信息，比如架构、节、库依赖等，是 macOS 开发环境中不可缺的工具。
• llvm-pdbutil：操作和检查 Windows 的 PDB（程序数据库）调试信息文件，可以提取符号、类型信息、源码位置等。是 Windows 上调试支持的关键工具。
• llvm-PerfectShuffle：这个小工具展示某个 SIMD 派生指令的“完美混洗”（perfect shuffle）策略，用于理解 LLVM 是如何生成高效向量打乱（shuffle）操作的。
• llvm-profdata：用于处理 LLVM 的性能分析数据（profiling data），比如合并 .profraw 文件、生成 .profdata 文件，供 PGO（Profile-Guided Optimization） 使用。
• llvm-profgen：将原始采样数据（如 perf 记录）转换为 LLVM 的 profile 数据格式，是 Sample-based PGO 流程的一部分，适用于大规模性能调优。
• llvm-ranlib：等价于 GNU ranlib，用于给 .a 静态库添加符号索引，加速链接器访问符号表，是生成静态库后的常规步骤。
• llvm-rc：llvm-rc 是 LLVM 的资源编译器，实现了 Microsoft rc.exe 的功能，用于编译 .rc 文件（如图标、对话框）为 Windows 的资源对象文件（.res）。
• llvm-readelf：模仿 GNU readelf，它用于读取 ELF 格式目标文件的信息，如头信息、节表、符号、重定位等。适合需要精确分析 ELF 内容的用户。
• llvm-readobj：与 llvm-readelf 类似，但支持更多文件格式（ELF、COFF、Mach-O）。它提供统一、详细的低级对象文件查看功能，适合构建跨平台工具链。
• llvm-readtapi：llvm-readtapi 用于查看 TAPI（Text-based API）文件，主要用于 Apple 平台上的 SDK 构建、链接优化，它描述了动态库的接口内容。
• llvm-reduce：自动将复杂的 LLVM IR 文件最小化，仅保留复现某个问题（如崩溃）的部分，极大地简化调试和 bug 报告的工作量，类似于“IR delta debugging”工具。
• llvm-remarkutil：处理 LLVM 优化 remark 的工具，可以筛选、合并、转化 .opt.yaml 或 .remarks 文件，为调优分析和构建可视化报告提供便利。
• llvm-rtdyld：这个工具用来测试 RuntimeDyld（LLVM 的 JIT 链接器），它可以动态加载和执行对象文件，适用于探索 JIT 编译的底层机制。
• llvm-rust-demangle-fuzzer：专用于模糊测试 Rust 符号还原器的工具，用于测试 rust-demangle 逻辑的稳定性，确保 Rust 编译器生成的符号名能正确处理。
• llvm-sim：llvm-sim 是一个实验性工具，用于模拟程序在目标架构上的执行行为，支持简化的流水线模型，用于性能建模和教学用途。
• llvm-size：报告可执行文件中各个段（text、data、bss 等）的大小，与 GNU size 类似，帮助评估二进制体积和内存占用。
• llvm-special-case-list-fuzzer：模糊测试专用于处理 LLVM 中的 “special case list” 文件（通常用于控制分析器或优化器的例外规则），确保格式解析器稳定性。
• llvm-split：将一个包含多个模块的 LLVM bitcode 文件拆分为单独的模块，便于并行处理或单独优化，是 ThinLTO 场景下的重要工具。
• llvm-stress：这个工具随机生成大量合法的 LLVM IR 文件，作为 stress 测试使用，适用于检测优化器或后端在各种极端条件下的健壮性。
• llvm-strings：类似 GNU strings，从二进制文件中提取可读 ASCII 字符串，适用于粗略检查目标文件中的可识别数据。
• llvm-strip：从二进制文件中移除符号和调试信息，减小文件体积。等价于 GNU strip，适合用于发布构建版本时清理符号。
• llvm-symbolizer：llvm-symbolizer 是调试利器，用于将内存地址转换为函数名、文件名和行号（symbolication），常与崩溃分析工具搭配使用。
• llvm-tblgen：TableGen 是 LLVM 使用的一个元编程工具，用于根据表格描述文件生成目标描述代码（如指令集、寄存器等），广泛用于 LLVM 后端开发。
• llvm-tli-checker：这个工具验证 LLVM 的 TargetLibraryInfo（TLI）中对标准库函数（如 memcpy, sin）的识别是否正确，有助于优化器利用已知函数行为。
• llvm-undname：还原 Microsoft 编译器生成的 C++ 符号（与 llvm-cxxfilt 类似，但用于 MSVC 风格修饰名），便于调试 Windows 上的程序。
• llvm-windres：llvm-windres 是 GNU windres 的 LLVM 实现，用于处理 Windows 资源脚本文件（.rc）和生成 .res 文件，通常与 llvm-rc 搭配使用。
• llvm-xray：XRay 是 LLVM 的轻量级函数跟踪框架，llvm-xray 提供相关工具（如查看 trace、分析函数调用频率、延迟等），适合性能诊断。
• llvm-yaml-numeric-parser-fuzzer：用于测试 LLVM YAML 数字解析器的模糊测试工具，验证其对各种数值格式的容错能力。
• llvm-yaml-parser-fuzzer：用于测试通用 LLVM YAML 解析器是否能安全处理各种格式和边界情况，防止 YAML 文件导致程序崩溃或逻辑错误。