Файл CMakeList для создания файла битового кода LLVM из исходного файла C

Я думаю, что вы в конечном итоге хотите, чтобы иметь возможность построить C-программу проект с CMake и clang, в котором исходные файлы скомпилированы в биткод LLVM и исполняемый файл связан с файлами битового кода.

При использовании CMake просьба к clang to связать файлы битового кода означает запрос на ссылку в режим LTO, с опцией связи -flto.

И вы можете получить clang для биткода компилировать в LLVM с компиляцией -flto или с опцией -emit-llvm.

Для иллюстрации вот проект Hello World, состоящий из двух исходных файлов и одного заголовка:

$ ls -R
.:
CMakeLists.txt  hello.c  hello.h  main.c

Здесь:

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.0.2)
project (hello)
set(CMAKE_C_COMPILER clang)
set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS ${CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS} "-flto")
add_executable(hello main.c hello.c)
target_compile_options(hello PUBLIC ${CMAKE_C_FLAGS} -flto)
#target_compile_options(hello PUBLIC ${CMAKE_C_FLAGS} -emit-llvm)

Он будет одинаково хорошо работать с:

#target_compile_options(hello PUBLIC ${CMAKE_C_FLAGS} -flto)
target_compile_options(hello PUBLIC ${CMAKE_C_FLAGS} -emit-llvm)

Создайте каталог сборки для CMake и перейдите туда:

$ mkdir build
$ cd build

Сгенерируйте систему сборки:

$ cmake ..

Строить:

$ make
Scanning dependencies of target hello
[ 33%] Building C object CMakeFiles/hello.dir/main.c.o
[ 66%] Building C object CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o
[100%] Linking C executable hello
[100%] Built target hello

Вы не найдете ни *.bc целей в Makefiles, ни *.bc файлов. сгенерировано:

$ egrep -r '.*\.bc'; echo Done
Done
$ find -name '*.bc'; echo Done
Done

потому что вариант компиляции -flto или -emit-llvm приводит к выводу файл:

CMakeFiles/hello.dir/main.c.o
CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o

который соответствует обычному соглашению об именах CMake, но на самом деле не является объектный файл но файл битового кода LLVM, как вы видите:

$ file $(find -name '*.o')
./CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o: LLVM IR bitcode
./CMakeFiles/hello.dir/main.c.o:  LLVM IR bitcode

Программа делает обычное дело:

$ ./hello 
Hello World!

Позже

When I try " make hello.o " it should generate the object file right? the cmd executes successfully but, could not find the generated object file. Am I doing it right?

Вы делаете это одним правильным способом, хотя и не единственным правильным, но ваши ожидания ошибочны. Посмотрите еще раз:

$ file $(find -name '*.o')
./CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o: LLVM IR bitcode
./CMakeFiles/hello.dir/main.c.o:  LLVM IR bitcode

Вы можете видеть, что файлы .o, созданные из hello.c и main.c make-файлом, сгенерированным CMake, вызываются не hello.o и main.o, а hello.c.o и main.c.o. CMake предпочитает скомпилированное имя файла, чтобы сохранить расширение исходный файл и добавьте .o. Это довольно распространенная практика. Итак, если вы хотели использовать make-файл для компиляции hello.c, наиболее очевидным правильным способом будет make hello.c.o.

Давайте посмотрим, что происходит на самом деле. В моем каталоге сборки CMake:

$ make VERBOSE=1 hello.c.o
make -f CMakeFiles/hello.dir/build.make CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o
make[1]: Entering directory '/home/imk/develop/so/scrap/build'
make[1]: 'CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o' is up to date.
make[1]: Leaving directory '/home/imk/develop/so/scrap/build'

Делать было нечего, потому что мой hello.c.o был в актуальном состоянии. Так что я удалите его и повторите:

$ rm CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o
$ make VERBOSE=1 hello.c.o
make -f CMakeFiles/hello.dir/build.make CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o
make[1]: Entering directory '/home/imk/develop/so/scrap/build'
Building C object CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o
clang   -flto -o CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o   -c /home/imk/develop/so/scrap/hello.c
make[1]: Leaving directory '/home/imk/develop/so/scrap/build'

Теперь он был перекомпилирован.

Однако, поскольку многие люди, такие как вы, ожидают, что hello.o будет скомпилирован из hello.c, CMake услужливо определяет hello.o как .PHONY цель это зависит от hello.c.o:

$ egrep  -A3 'hello.o.*:.*hello.c.o' Makefile 
hello.o: hello.c.o

.PHONY : hello.o

Так что на самом деле я могу сделать:

$ rm CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o
$ make VERBOSE=1 hello.o
make -f CMakeFiles/hello.dir/build.make CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o
make[1]: Entering directory '/home/imk/develop/so/scrap/build'
Building C object CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o
clang   -flto -o CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o   -c /home/imk/develop/so/scrap/hello.c
make[1]: Leaving directory '/home/imk/develop/so/scrap/build'

make hello.o это еще один способ сделать hello.c.o

Проблема в том, что использование флага -emit-llvm не создает окончательный двоичный файл и останавливает тесты конфигурации, которые выполняет CMake, когда в них используется этот флаг.

Помимо того, что уже было написано об использовании инфраструктуры ДН, у вас есть 3 (или 2 с половиной) других альтернативы.

Один из них — использовать Полная программа LLVM и использовать предоставленные команды для извлечения соответствующих частей битового кода.

Другой способ — вручную настроить пользовательские цели (см. add_custom_target и add_custom_command) на ваших двоичных целях CMake, которые будут срабатывать при изменениях и будут воспроизводить желаемый результат, как если бы каждый раз выполнялись вручную в командной строке.

Теперь, в этом последнем пункте, у меня была аналогичная потребность, поэтому я создал проект CMake, который обеспечивает эту функциональность (llvm-ir-cmake-утилиты), но позволяет вам подключать эти пользовательские цели к существующим, как вам угодно и сочтете нужным, без необходимости переписывать все из каждый раз царапать.

В репозитории есть примеры, но, короче говоря, он позволяет вам прикреплять пользовательские цели к уже существующим целям CMake, например.

[...]
add_executable(qux ${SOURCES})

[...]
# this will create a bitcode generating target 
# and allow it to depend on the initial target in order to detect source code changes
llvmir_attach_bc_target(qux_bc qux)
add_dependencies(qux_bc qux)
[...]

После сделать,

$>file CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o
CMakeFiles/hello.dir/hello.c.o: ELF 64-bit LSB relocatable, x86-64, version 1 (SYSV), not stripped

если установить (CMAKE_C_FLAGS "-emit-llvm")

написано раньше

project (hello)

Чтобы получить биткод IR, я написал:

###### CMakelists.txt ############
cmake_minimum_required(VERSION 2.8.9)
project (hello)
set(CMAKE_C_COMPILER "clang")
set(CMAKE_C_FLAGS "-flto")
set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS ${CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS} "-flto")
add_executable(hello hello.c)
target_compile_options(hello PUBLIC ${CMAKE_C_FLAGS} -flto)

Я работал несколько часов, чтобы Makefile работал для компиляции из IR код в родной с помощью lld, тогда с cmake это было намного быстрее. Затем, прочитав сгенерированный cmake Makefile, я смог исправить свой Makefile:

clang  -flto  -flto <hello.c.o> ..

это сработало, но я не знаю, почему -flto пишется дважды.

Большое спасибо за этот пост, показывающий clang как централизованный интерфейс для различных команд, предоставляемых llvm.