The LLVM Intermediate Representation

　　官方的IR是由Instruction类产生的。IR有三种存在形式：

1. 内存中的表示：Instruction 类
2. 硬盘上的节省空间的表示：bitcode文件
3. 硬盘上的可读文档：LLVM汇编文件

　　生成bitcode文件：

$ clang test.c -emit-llvm -c -o test.bc

　　生成汇编表示：

$ clang test.c -emit-llvm -S -c -o test.ll

　　二者之间可以相互转化：

$ llvm-as test.ll -o test.bc
$ llvm-dis test.bc -o test.ll

　　从bitcode文件中提取某个函数：

$ llvm-extract -func=main test.bc -o test-main.bc

IR的内存中表示

　　内存中表示的相关头文件在include/llvm/IR目录下，下面是几个最为重要的类：

1. Module类包含了整个翻译单元中用到的所有数据
2. Function类包含与函数声明和定义相关的所有对象
3. BasicBlock类封装了一系列的LLVM指令
4. Instruction类代表了LLVM IR中的一些基本函数

　　可以用IRBuilder<> 来构建IR指令，然后调用SetInsertPoint方法设置要放置的位置。

　　可以通过bitcode来生成IR生成器：

$ llc -march=platform test.bc -o test.cpp

IR的优化

　　优化bitcode文件：

$ opt -O3 test.bc -o test-O3.bc

　　标准的编译时优化：

$ opt -std-compile-opts test.bc -o test-stdc.bc

　　标准的链接时优化：

$ llvm-link test1.bc test2.bc test3.bc -o=test.bc
$ opt -std-link-opts test.bc -o test-stdl.bc

　　查看pass的占比：

$ clang -Xclang -print-stats -emit-llvm -O1 test.c -c -o test-O1.bc

　　查看pass的依赖关系：

$ opt test-O0.ll -debug-pass=Structure -mem2reg -S -o sum-O1.ll

自定义pass

　　FnArgCnt输出每个函数的参数个数和函数名：

$ cd <llvm_source_tree>
$ mkdir lib/Transforms/FnArgCnt
$ cd lib/Transforms/FnArgCnt

　　FnArgCnt.cpp代码如下：

#include "llvm/IR/Function.h"
#include "llvm/Pass.h"
#include "llvm/Supprot/raw_ostream.h"

using namspace llvm;

namespace {
    class FnArgCnt : public FunctionPass {
    public:
        static char ID;
        FnArgCnt() : FunctionPass(ID) {}
        
        virtual bool runOnFunction(Function &F) {
            errs() << "FnArgCnt --- ";
            errs() << F.getName() << ": ";
            errs() << F.getArgumentList().size() << '\n';
            return false;
        }
    };
}

char FnArgCnt::ID = 0;
static RegisterPass<FnArgCnt> X("fnargcnt", "Function Argument Count Pass", false, false);

　　在相同的目录下创建Makefile：

# Makefile for FnArgCnt pass
# Path to top level of LLVM hierarchy
LEVEL = ../../..

# Name of the library to build 
LIBRARYNAME = LLVMFnArgCnt

# Make the shared library become a loadable module so the tools can
# dlopen/dlsym on the resulting library.
LOADABLE_MODULE = 1

# Include the Makefile implementation stuff
include $(LEVEL)/Makefile.common

　　在lib/Transforms/Makefile中添加FnArgCnt到PARALLEL_DIRS变量中：

PARALLEL_DIRS = Utils Instrumentation Scalar InstCombine IPO
    Vectorize Hello ObjCARC FnArgCnt

　　在运行./configure 后执行make，生成的共享库会放在Debug+Asserts/lib目录中。通过下列命令执行自定义pass：

$ opt -load /lib/LLVMFnArgCnt.dylib -fnargcnt < test.bc > /dev/null