在iOS开发过程中，不管你是使用swift还是OC，在编译的过程中都会使用到LLVM，在之前的文章中也在探究原理的过程中，使用过clang -rewrite -objc命令重写过OC代码，那么今天就系统的认识一下LLVM。
LLVM简介
LLVM（Low Level Virtual Machine）是构架编译器(compiler)的框架系统，以C++编写而成，用于优化以任意程序语言编写的程序的编译时间(compile-time)、链接时间(link-time)、运行时间(run-time)以及空闲时间(idle-time)，对开发者保持开放，并兼容已有脚本。
LLVM计划启动于2000年，最初由美国UIUC大学的Chris Lattner博士主持开展。2006年Chris Lattner加盟Apple Inc.并致力于LLVM在Apple开发体系中的应用。Apple也是LLVM计划的主要资助者。
LLVM已经被Apple、Microsoft、Google、Facebook等各大公司采用
Chris Lattner 这个老表非常牛逼，我们搞iOS开发的应该认识一下，除了LLVM他还是Swift的创始人。
Chris Lattner（生于 1978 年）是一位美国软件工程师，以LLVM和相关项目（如Clang 编译器和Swift 编程语言）的主要作者而闻名。截至 2022 年 1 月 21 日，他是他共同创立的人工智能公司 Modular AI 的首席执行官。在创立 Modular AI 之前，他在SiFive担任平台工程高级副总裁，在Google Brain工作了两年后。[4]在此之前，他曾短暂担任自动驾驶软件副总裁[5]在Tesla, Inc.曾在Apple Inc.担任开发工具部门的高级总监，领导Xcode、Instruments和编译器团队 -- 来自维基百科
Clang
Clang是一个C语言、C++、Objective-C语言的轻量级编译器。
Clang是LLVM的一个子项目。Clang可以用来编译
LLVM的优势
LLVM的结构如下面两个图所示：
可以将编译的过程分为3部分：前端、优化器、后端。
- 编译器前端：经过词法分析、语法分析、语义分析，最后生成IR中间代码
- 优化器：对中间代码进行优化
- 编译器后端：生成指定架构模式的二进制文件。
以Objcet-C为例，其编译的过程：
通过clang编译器生成IR代码 -> 优化器 -> llvm后端生成二进制文件
同理swift，其编译的过程：
通过swiftc编译器生成IR代码 -> 优化器 -> llvm后端生成二进制文件
通过这个实例，我们发现LLVM编译器，最明显的优势 - 解藕。无论是前端的编程语言，还是后端的架构，都不依赖整个LLVM。假设苹果后期需要适配一种新的架构模式，只要重新开发一套对应的后端编译器，就可以将此架构模式纳入大家庭了。同样，如果有一天苹果想用Java来作为开发语言，只要再编写一套能将Java编译成IR代码的前端编译器。
编译过程
我们可以借助中断命令，来查看iOS项目的编译过程。
编译阶段
打印编译阶段
clang -ccc-print-phases main.m
复制代码- 读取源码文件
- 预处理阶段
- 编译阶段，生成ir代码
- 后端， 生成汇编代码
- 通过汇编代码生成目标文件
- 目标文件通过链接，生成镜像
- 通过不同的架构模式，生成该架构模式下的可执行文件
预处理
预处理也叫 预编译 ，处理代码里面#开头的代码，替代宏，删除注释，展开头文件。
clang -E main.m
复制代码编译阶段
词法分析
预处理阶段完成后，就会进行词法分析，把代码切割成一个一个Token。
clang -fmodules -fsyntax-only -Xclang -dump-tokens main.mm
复制代码语法分析
进行完词法分析，就会进行语法分析，主要目的是为了检查代码语法正确，然后会生成抽象语法树（AST）。
clang -fmodules -fsyntax-only -Xclang -ast-dump main.m
复制代码生成中间代码
进行完上面步骤就开始生成IR代码了，有的时候我们可以通过IR代码来分析语言的底层原理。
clang -S -fobjc-arc -emit-llvm main.m
复制代码优化
llvm的有化为多个等级，可以在Xcode上面选择。
clang -Os -S -fobjc-arc -emit-llvm main.m -o main.ll
复制代码除了这种优化，还有bitCode优化。同样可以在Xcode中配置。
通过bitCode优化后，会生成.bc文件，但由于很多第三方库没有支持bitCode，所以目前大部分工程的bitCode都是关闭的。
clang -emit-llvm -c main.ll -o main.bc
复制代码汇编
我们通过之前步骤生成的.ll 文件或者 .bc文件生成汇编代码：
clang -S -fobjc-arc main.bc -o main.s
clang -S -fobjc-arc main.ll -o main.s
复制代码生成的汇编代码同样可以优化：
clang -Os -S -fobjc-arc main.m -o main.s
复制代码之后，我们通过汇编代码，就可以生成了目标文件
clang -fmodules -c main.s -o main.o
复制代码链接
链接器把编译产生的目标文件和库文件（.dylib,.a）生成Mach-O文件：
clang main.o -o main
复制代码以上就是我们程序在编译的时候所做的所有工作。