LLVM 究竟是啥？

Posted 2023-02-14

【中文标题】LLVM 究竟是啥？

【英文标题】：What exactly is LLVM?LLVM 究竟是什么？

【发布时间】：2011-01-22 05:18:25

【问题描述】：

我一直在听说 LLVM。它是在 Perl 中，然后是在 Haskell 中，然后有人在其他语言中使用它？这是什么？

它与 GCC 的确切区别是什么（观点 = 安全等）？

【问题讨论】：

一本书中有一个很好的章节在这里很好地解释了一切：www.aosabook.org/en/llvm.html

【参考方案1】：

低级虚拟机 (LLVM)

替代方案：GCC（GNU 编译器集合）。 GDB(GNU Debugger) - 调试工具。支持更多语言和架构。

LLVM - 是伞形项目（库集）它是不同项目的品牌名称（IR - 中间表示，调试工具......）现在它不是虚拟机或首字母缩略词。 LLDB(LLVM Debugger) - 调试工具。大公司支持

编译器：

Language FrontEnd(Many: Clang, Haskel...) -> Optimizer(Single) -> Backend(Many: ARM, x86...)

FrontEnd 生成 Intermediate Representation (IR)。这种通用语言允许简单的缩放过程。如果您正在创建新语言，则您只负责 FrontEnd，如果您正在开发新架构，则应注意 BackEnd。它是JVM中的一种.class文件，供ClassLoader^[About]使用

有等效的 IR 表格：

人类可读的汇编语言表示 内存编译器 IR， [on-disk bitcode representation]

llvm-dis 可用于将bitcode 转换为human readable

【参考方案2】：

LLVM 基本上是一个用于构建编译器和/或面向语言的软件的库。基本要点是，虽然你有 gcc 这可能是最常见的编译器套件，但它并不是为了可重用而构建的，即。很难从 gcc 中获取组件并使用它来构建自己的应用程序。 LLVM 通过构建一套“模块化和可重用的编译器和工具链技术”很好地解决了这个问题，任何人都可以使用这些技术来构建编译器和面向语言的软件。

【讨论】：

所以 LLVM 是库，Clang 是编译器？

Clang 是 LLVM 的 C/C++ 前端编译器。它将 C 代码转换为 LLVM 位码，由后端编译器翻译成某种汇编语言。

【参考方案3】：

LLVM 是一个用于构建、优化和生成中间和/或二进制机器代码的库。

LLVM 可用作编译器框架，您可以在其中提供“前端”（解析器和词法分析器）和“后端”（将 LLVM 的表示转换为实际机器代码的代码）。

LLVM 还可以充当 JIT 编译器 - 它支持 x86/x86_64 和 PPC/PPC64 程序集生成，并针对编译速度进行快速代码优化。

不幸的是，自 2013 年以来被禁用，可以在 demo page 处使用由 C 或 C++ 代码生成的 LLVM 机器代码。

【讨论】：

如果你想玩它，看看这篇神奇的文章：gnuu.org/2009/09/18/writing-your-own-toy-compiler

答案中提供的链接显示“LLVM 演示页面当前已禁用。”

ellcc.org/demo/index.cgi 是通过 LLVM 将 C/C++ 编译到各种目标（包括中间代码）的另一种方式

你能举一个实际的例子来说明它的含义吗？

现在您可以使用 Compiler Explorer 使用从 C/C++ 生成的 LLVM。 godbolt.org

【参考方案4】：

LLVM 的一个很好的总结是这样的：

在前端，您有 Perl 和许多其他高级语言。在后端，您拥有直接在机器上运行的原生代码。

中间是您的中间代码表示。如果每种高级语言都可以用这种 LLVM IR 格式表示，那么基于这种 IR 的分析工具就可以很容易地重用——这就是基本原理。

【讨论】：

图值一千字?

看来LLVM对编译器设计者很有用。除了独立于源代码分析生成的代码之外，程序员是否应该关心他是否使用标准编译器或基于 LLVM 的编译器进行编译？

如果你可以用 LLVM 编译到它的 IR，那么你可能会打开很多工具来分析 IR。但是如果你的工具只能分析原生二进制文件（例如x86），那么无论是LLVM生成的二进制文件还是gcc生成的二进制文件，还是Intel编译器生成的，都没有区别。

有人可以分享学习 LLVM IR 的任何资源吗？

@KrishnaOza 1.wdv4758h.github.io/notes/compiler/llvm-ir.html 2.ubiquitydotnet.github.io/Llvm.NET/articles/Samples/… 3.xiongyingfei.github.io/SA/2015/4%20LLVM%20-%20GaoQing.pdf

【参考方案5】：

LLVM（以前的意思是“低级虚拟机”，但现在不再是）是一种编译器基础架构，用 C++ 编写，专为编译时、链接时、运行时和“空闲时”优化而设计用任意编程语言编写的程序。最初是为 C/C++ 实现的，LLVM 的语言独立设计（和成功）后来催生了各种各样的前端，包括 Objective C、Fortran、Ada、Haskell、Java 字节码、Python、Ruby、ActionScript、GLSL等。

Read this for more explanation 另请查看Unladen Swallow

【讨论】：

.. 所以文档想说什么；虽然 LLVM 是 Low Level Virtual Machine 的首字母缩写词，但该项目只是简单地命名为 LLVM，而不是完全拼写出来的单词。

之前有上面的缩写，但后来删除了en.wikipedia.org/wiki/LLVM

总结 cmets。 “低级虚拟机（LLVM）”应该类似于“LLVM（这意味着项目生命周期早期的“低级虚拟机”）”

【参考方案6】：

根据'Getting Started With LLVM Core Libraries'书（c）：

事实上，LLVM 这个名称可能指的是以下任何一种：

LLVM 项目/基础设施：这是几个 一起构成完整编译器的项目：前端， 后端、优化器、汇编器、链接器、libc++、compiler-rt 和 JIT 引擎。 “LLVM”这个词有这个含义，例如，在 以下句子：“LLVM 由多个项目组成”。

一个基于 LLVM 的编译器：这是一个部分构建的编译器，或者 完全使用 LLVM 基础架构。例如，编译器可能 前端和后端使用 LLVM，但使用 GCC 和 GNU 系统 库来执行最终链接。 LLVM 在 以下句子，例如：“我使用 LLVM 编译 C 程序以 MIPS 平台”。

LLVM 库：这是可重用的代码部分 LLVM 基础设施。例如，LLVM 在 句子：“我的项目使用 LLVM 通过它的 即时编译框架”。

LLVM 核心： 优化 这发生在中间语言级别和后端 算法构成了项目开始的 LLVM 核心。 LLVM 有这个 在以下句子中的含义：“LLVM 和 Clang 是两个不同的 项目”。

LLVM IR：这是 LLVM 编译器中间体 表示。 LLVM 用于以下句子时具有此含义 “我构建了一个将我自己的语言翻译成 LLVM 的前端”。

【参考方案7】：

LLVM 编译器基础架构对于对代码执行优化和转换特别有用。它还包含许多服务于不同用途的工具。 llvm-prof 是一个分析工具，允许您对执行进行分析以识别程序热点。 Opt 是一种优化工具，可提供各种优化通道（例如消除死代码）。

重要的是，LLVM 为您提供了库，以编写您自己的通行证。例如，如果您需要对传递给程序的某些函数的某些参数添加范围检查，那么编写一个简单的 LLVM Pass 就足够了。

有关编写自己的通行证的更多信息，请查看此http://llvm.org/docs/WritingAnLLVMPass.html