LLVM-clang ﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-09-06 15:26 208阅读 0赞 ## LLVM ## **什么是LLVM？** 官网：https://llvm.org/ The LLVM Project is a collection of modular and reusable compiler and toolchain technologies. LLVM项目是模块化，可重用的编译器与及工具链技术的技术 美国计算协会(ACM)将其2012年软件系统奖项颁给了LLVM，之前曾经获得此奖项的软件和技术包括：Java，Apache，Mosaic，the World Wide Web,Smalltalk,UNIX,Eclipse等等 ## 传统的编译器架构 ## 传统编译器 > Frontend：前端 词法分析，语法分析，语义分析，生成中间代码 > Optimizer：优化器 中间代码优化 > Backend：后端 生成机器码 ## LLVM架构 ## LLVM架构 不同的前端后端使用统一的中间代码LVM Intermediate Repressentation(LLVM IR)； 如果需要支持一种新的变成语言，那额只需要实现一个新的前端； 如果需要支持一种新的硬件设备，那额只需要实现一个新的后端； 优化阶段是一个通用的极端，它针对的是统一的LLVM IR，不论是支持新的变成语言，还是支持新的硬件设备，都不需要对优化阶段做修改； 相比之下，GCC的前端和后端没分得太开，前端后端耦合在一起，所以GCC为了支持一门新的语言或者为了支持一个新的目标平台，就变得特别困难； LLVM现在被作为实现各种静态和运行时编译语言的通用基础结构（GCC家族，Java，.NET,Python,Ruby,Scheme,Haskell,D等) ## Clang ## **什么是Clang**？ LLVM项目的一个子项目； 基于LLVM架构的C/C++/Objective-C编译器前端；(官网:http://clang/llvm.org) **相比于GCC，Clang具有如下优点** 编译速度快，在某些平台上，Clang的编译速度显著快过GCC(Debug模式下OC速度比GCC块3倍）； 占用内存小：Clang生成的AST所占用的内存是GCC的五分之一左右； 模块化设计：Clang采用基于库的模块化设计，易于IDE继承及其他用途的重用； 诊断信息可读性强：在编译过程中，Clang创建并保留了大量详细的元数据(metadata),有利于调试和错误报告； 设计清晰简单，容易理解，易于扩张增强； ## Clang与LLVM ## Clang与LLVM # OC源文件的编译过程 # > clang -ccc-print-phases main.m clang > 查看preprocessor预处理的结果：$clang -E main.m preprocessor替换 可以发现在预编译阶段，就已经将宏定义给替换了 ## 词法分析 ## > 词法分析，生成Token: $clang -fmodules -E -Xclang -dump-tokens main.m 词法分析 ## 语法树-AST ## 语法分析，生成语法树(AST,AbstractSyntax Tree):$clang -fmodules -fsyntax-only -Xclang -ast-dump main.m 语法树AST ## LLVM IR ## LLVM IR有3种表示形式(但本质是等价的，就好比水可以有气体，液体，固体等3中形态） > **clang -S -emit-llvm main.m** text:便于阅读的文本格式，类似于汇编语言，扩展名.II IR基本语法 **参数解释：** 1.注释以分号；开头 2.全局标志符以@开头，局部标识符以%开头 3.alloca，在当前函数栈帧中分配内存 4.i32,32bit,4个字节的意思 5.align，内存对齐 6.store，写入数据 7.load，读取数据 **官方语法参考** https://llvm.org/docs/LangRefhtml -------------------- **memory:内存格式** > **clang -c -emit-llvm main.m** **bitcode：二进制格式，扩展名为.bc** ## **LLVM 源码下载** ## **下载LLVM** > **$ git clone https://git.llvm.org/git/llvm.git/** **下载clang** > **cd llvm/tools** > > **git clone https://git.llvm.org/git/clang.git** ## **源码编译** ## **安装cmake和ninja(先安装brew，https://brew.sh)** brew install cmake brew install ninja **ninja如果安装失败，可以直接从github获取release版放入\[/usr/local/bin\]中** https://github.com/ninja-build/ninja/releases **在LLVM源码同级目录下新建一个\[llvm\_build\]目录(最终会在\[llvm\_build\]目录下生成\[build.ninja\])** cd llvm\_build cmake -G Ninja ../llvm -DCMAKE\_INSTALL\_PREFIX=LLVM的安装路径 更多cmake相关选项，可以参考:https://llvm.org/docs/CMake.html **依次执行编译，安装指令** > ninja 编译完毕后，【llvm\_build】目录大概21.05G(仅供参考) > ninja install 安装完毕后，安装目录大概11.92G（仅供参考） ## 源码编译 ## 也可以生成Xcode项目再进行编译，但是速度很慢（可能需要1个多小时） 在llvm同级目录下新建一个\[llvm\_xcode\]目录 cd llvm\_xcode ## 应用与实践 ## **libclang、libTooling** 官方参考:https://clang.llvm.org/docs/Tooling.html 应用：语法树分析，语言转换等 **Clang插件开发** 官方参考 https://clang.llvm.org/docs/ClangPlugins.html https://clang.llvm.org/docs/ExternalClangExamples.html https://clang.llvm.org/docs/RAVFontendAction.html 引用：代码检查（命名规范，代码规范） **Pass开发** 官方参考：https://llvm.org/docs/WritingAnLLVMPass.html 应用：代码优化，代码混淆等 **开发新的编程语言** https://llvm-tutorial-cn.readthedocs.io/en/latest/index.html https://kaleidoscope-llvm-tutorial-zh-cn.readthedocs.io/zh\_CN/latest/ ## 参考资料 ## **关于AST的资料** https://clang.llvm.org/doxygen/namespaceclang.htmlp https://clang.llvm.org/doxygen/classclang\_1\_1Decl.htmlp https://clang.llvm.org/doxygen/classclang\_1\_1Stmt.html 参考书籍： 《编译原理》 《LLVM CookBook》 作者：coder\_feng 链接：https://www.jianshu.com/p/72bbcb8d109a 来源：简书 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
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