LLVM gold 插件¶

簡介¶

使用連結時優化需要系統連結器的配合。Linux 系統上的 LTO 支援可透過 gold 連結器取得，該連結器透過插件支援 LTO。這與 GCC LTO 專案使用的機制相同。

LLVM gold 插件在 libLTO 之上實作了 gold 插件介面。相同的插件也可以被其他工具使用，例如 ar 和 nm。請注意，binutils 2.21.51.0.2 及更高版本的 ld.bfd 也透過插件支援 LTO。但是，不建議且官方不支援將 LLVM gold 插件與 ld.bfd 搭配使用。

從 LLVM 15 開始，gold 插件將會忽略 ELF 物件檔案內 .llvmbc 區段中的位元碼。但是，仍然支援使用位元碼檔案的 LTO。

如何建構¶

您需要具有插件支援的 gold 並建構 LLVMgold 插件。gold 連結器安裝為 ld.gold。若要查看 gold 是否為系統上的預設值，請執行 /usr/bin/ld -v。如果有的話，它會報告「GNU gold」，否則會報告「GNU ld」。如果 gold 已經安裝在 /usr/bin/ld.gold，則其中一個選項是透過備份現有的 /usr/bin/ld 並使用 ln -s /usr/bin/ld.gold /usr/bin/ld 建立符號連結，將其設為預設值。或者，您可以使用 clang 的 -fuse-ld=gold 進行建構，或將 -fuse-ld=gold 新增至 LDFLAGS，這會導致 clang 驅動程式直接呼叫 /usr/bin/ld.gold。

如果您已安裝 gold，請執行 /usr/bin/ld.gold -plugin 來檢查插件支援。如果它顯示「缺少參數」，則表示您擁有插件支援。如果沒有，並且您收到錯誤訊息，例如「未知選項」，則您需要建構 gold 或安裝具有插件支援的版本。

下載、設定並建構具有插件支援的 gold
```
$ git clone --depth 1 git://sourceware.org/git/binutils-gdb.git binutils
$ mkdir build
$ cd build
$ ../binutils/configure --enable-gold --enable-plugins --disable-werror
$ make all-gold
```
這應該會讓您擁有支援 -plugin 選項的 build/gold/ld-new。執行 make 還會建構支援插件的 build/binutils/ar 和 nm-new 二進制檔案。

當您準備好切換到使用 gold 時，請備份您現有的 /usr/bin/ld，然後將其替換為 ld-new。或者，安裝在 /usr/bin/ld.gold 並使用 -fuse-ld=gold，如前所述。

（可選）將 --enable-gold=default 添加到上述 configure 呼叫，以便在使用 make install 安裝時自動將新構建的 gold 安裝為預設連結器。
建置 LLVMgold 外件。使用 CMake 並搭配 -DLLVM_BINUTILS_INCDIR=/path/to/binutils/include 執行。正確的 include 路徑將包含檔案 plugin-api.h。

用法¶

您應該使用 -flto 選項從 clang 產生位元碼檔案。這個旗標也會導致 clang 在其前綴下的 lib 目錄中尋找 gold 外件，並將 -plugin 選項傳遞給 ld。如果沒有 -fuse-ld=gold，它不會尋找替代的連結器，這就是為什麼您需要將 gold 作為已安裝的系統連結器放在您的路徑中的原因。

ar 和 nm 也接受 -plugin 選項，並且可以將 LLVMgold.so 安裝到 /usr/lib/bfd-plugins 以實現無縫設定。如果您是自己建置 gold 的，請確保將您建置的 ar 和 nm-new 安裝到 /usr/bin。

連結時最佳化的範例¶

以下範例顯示了一個 gold 外件混合 LLVM 位元碼和原生碼的實際範例。

--- a.c ---
#include <stdio.h>

extern void foo1(void);
extern void foo4(void);

void foo2(void) {
  printf("Foo2\n");
}

void foo3(void) {
  foo4();
}

int main(void) {
  foo1();
}

--- b.c ---
#include <stdio.h>

extern void foo2(void);

void foo1(void) {
  foo2();
}

void foo4(void) {
  printf("Foo4");
}

--- command lines ---
$ clang -flto a.c -c -o a.o      # <-- a.o is LLVM bitcode file
$ ar q a.a a.o                   # <-- a.a is an archive with LLVM bitcode
$ clang b.c -c -o b.o            # <-- b.o is native object file
$ clang -flto a.a b.o -o main    # <-- link with LLVMgold plugin

Gold 通知外件 foo3 從未在 IR 之外被參考，導致 LLVM 刪除該函數。但是，與 libLTO 範例不同，gold 目前不會消除 foo4。

使用自動工具專案進行 LTO 的快速入門¶

一旦您的系統 ld、ar 和 nm 都支援 LLVM 位元碼，就可以輕鬆使用 LTO 建置自動工具專案

請遵循關於如何建置 LLVMgold.so 的說明。
將新構建的 binutils 安裝到 $PREFIX
將 Release/lib/LLVMgold.so 複製到 $PREFIX/lib/bfd-plugins/

設定環境變數（$PREFIX 是您安裝 clang 和 binutils 的位置）

export CC="$PREFIX/bin/clang -flto"
export CXX="$PREFIX/bin/clang++ -flto"
export AR="$PREFIX/bin/ar"
export NM="$PREFIX/bin/nm"
export RANLIB=/bin/true #ranlib is not needed, and doesn't support .bc files in .a

或者，您可以設定您的路徑

export PATH="$PREFIX/bin:$PATH"
export CC="clang -flto"
export CXX="clang++ -flto"
export RANLIB=/bin/true

照常設定和建置專案
```
% ./configure && make && make check
```

環境變數設定可能也適用於非 autotools 專案，但您可能也需要設定 LD 環境變數。

授權條款¶

Gold 採用 GPLv3 授權。LLVMgold 使用來自 gold 的介面檔案 plugin-api.h，這表示產生的 LLVMgold.so 二進制檔案也採用 GPLv3 授權。這仍然可以用於連結非 GPLv3 程式，就像沒有插件的 gold 一樣。

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