LLD-LLVM链接器

LLD是LLVM项目中的链接器,是系统链接器的直接替代,并且运行速度比它们快得多。它还提供了对工具链开发人员有用的功能。

链接器按完整性降序支持ELF(Unix),PE / COFF(Windows),Mach-O(macOS)和WebAssembly。在内部,LLD由几个不同的链接器组成。ELF端口是本文档中将要描述的端口。PE / COFF端口已完成,包括Windows调试信息(PDB)支持。WebAssembly端口仍在开发中(请参阅WebAssembly lld port)。Mach-O端口是基于与其他端口不同的体系结构构建的。有关Mach-O的详细信息,请阅读ATOM-based lld

特征功能

  • LLD是GNU链接器的直接替代,它接受与GNU相同的命令行参数和链接器脚本。

目前正在与FreeBSD项目紧密合作,以使LLD在操作系统的未来版本中成为默认系统链接器,因此非常重视解决兼容性问题。LLD能够链接包括内核在内的整个FreeBSD / amd64基本系统。使用一些正在进行的补丁程序,它可以链接AMD64上大约95%的端口集合。有关详细信息,请参见FreeBSD quarterly status report

  • LLD非常快。在多核计算机上链接大型程序时,可以预期LLD的运行速度是GNU gold链接器的两倍以上。但是,里程可能会有所不同。
  • 它支持各种CPU / ABI,包括AArch64,AMDGPU,ARM,Hexagon,MIPS 32/64大/小端,PowerPC,PowerPC64,RISC-V,SPARC V9,x86-32和x86-64。其中,AArch64,ARM(> = v6),PowerPC,PowerPC64,x86-32和x86-64具有生产质量。MIPS似乎也不错。
  • 它始终是交叉链接器,这意味着无论它是如何构建的,它始终支持上述所有目标。实际上,没有提供构建时选项来启用/禁用每个目标。链接器轻松用作交叉编译工具链的一部分很容易。
  • 可以将LLD嵌入程序中,以消除对外部链接程序的依赖。要做的就是构造目标文件和命令行参数,就像调用外部链接器然后lld::elf::link从代码中调用链接器的主要功能一样 。
  • 正在使用LLVM libObject库从目标文件读取数据,因此这并不是一个完全公平的比较,LLD / ELF仅包含2万1千行C ++代码,而GNU gold由19.8万行C ++代码构成。
  • 默认情况下支持链接时间优化(LTO)。本质上,要做LTO所需要做的就是将-flto选项传递给clang。然后clang创建的对象文件不是本机目标文件格式,而是LLVM位码格式。LLD读取位码目标文件,使用LLVM对其进行编译并发出输出文件。因为以这种方式LLD可以看到整个程序,所以它可以对整个程序进行优化。
  • 古老的Unix系统(90年代以前甚至更早)的一些非常古老的功能已被删除。一些默认设置已进行了调整。例如,默认情况下,将堆栈标记为不可执行以加强安全性。

性能

这是在2插槽20核40线程Xeon E5-2680 2.80 GHz带有SSD驱动器的计算机上的链接时间比较。在有或没有多线程支持的情况下都发挥了作用。为了禁用多线程,添加-no-threads了命令行。

如表所见,lld的速度明显快于GNU链接器。请注意,这只是环境的基准结果。根据可用核心数,可用内存量或磁盘延迟/吞吐量,结果可能会有所不同。

由于GNU ld不支持-icf=all and -gdb-index选项,因此从GNU ld的命令行中删除了。如果拥有这些选项,GNU ld将会比这慢。

构建

如果已经使用SVN检出了LLVM,则可以在tools中像clang一样检出目录下的LLD 。有关详细信息,请参阅Getting Started with the LLVM System

如果尚未签出LLVM,构建LLD的最简单方法是,从git镜像签出整个LLVM项目/子项目并构建该树。需要cmake,当然也需要C ++编译器。

$ git clone https://github.com/llvm/llvm-project llvm-project

$ mkdir build

$ cd build

$ cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DLLVM_ENABLE_PROJECTS=lld -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ../llvm-project/llvm

$ make install

使用LLD 

LLD安装为ld.lld。在Unix上,链接器由编译器驱动程序调用,因此不希望直接使用该命令。编译器驱动程序有几种方法可以使用ld.lld而不是默认链接器。

最简单的方法是覆盖默认链接器。将LLD安装到磁盘上的某个位置后,可以通过创建符号链接来将-s /path/to/ld.lld /usr/bin/ld so that /usr/bin/ld is resolved to LLD其解析为LLD。

如果不想更改系统设置,则可以使用clang的 -fuse-ld选项。这样,-fuse-ld=lld在构建程序时要设置为LDFLAGS。

LLD将其名称和版本号留.comment在输出中的某个部分。如果不确定是否成功使用LLD,运行并检查输出。如果输出中包含字符串“ Linker:LLD”,则说明正在使用LLD。readelf --string-dump .comment <output-file>

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