LLVM-clang ﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-09-06 15:26 192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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