LLVM編譯器基礎架構與DragonEgg示例
LLVM 概述
LLVM 項目是模塊化和可重用的編譯器和工具鏈技術的集合。LLVM 與傳統的虛擬機幾乎沒有關系。“LLVM”這個名字本身并不是一個首字母縮寫詞；是項目的全名。
LLVM開始作為一個研究項目，在伊利諾伊大學，與提供能夠一個現代的，基于SSA編譯策略目標，支持任意編程語言的，靜態與動態編譯。從那時起，LLVM 已經發展成為一個由多個子項目組成的傘形項目，其中許多被各種商業和開源項目用于量產， 廣泛用于學術研究。LLVM 項目中的代碼，根據"Apache 2.0 License with LLVM exceptions"許可的。
LLVM 的主要子項目是：

1. LLVM內核庫提供一個現代化的，source- and target-independent獨立的 optimizer 優化，依靠 code generation support代碼生成，支持許多流行的CPU（以及一些不太常見的！），這些庫文件基于特定代碼，稱為LLVM中間代碼表示（“LLVM IR”）構建的。LLVM 核心庫有很好的參考文檔，而且特別容易創造新語言（或移植現有的編譯器），使用 LLVM 作為優化器和代碼生成器。
2. Clang是一個“LLVM 原生”，C/C++/Objective-C 編譯器，旨在提供驚人的編譯速度、極好的 error and warning messages 錯誤和警告消息，構建一個平臺，構建超源級工具building great source level tools。 Clang Static Analyzer and clang-tidy，在代碼中自動尋找錯誤bugs，可以使用Clang frontend前端庫，提供解析C / C ++代碼生成工具的大量示例。
3. LLDB項目由LLVM和Clang構建，提供了大量調試great native debugger。使用 Clang AST 和表達式解析器、LLVM JIT、LLVM 反匯編器等，提供了“正常工作”"just works"的體驗。在加載符號時，比 GDB 更快，存儲效率更高。
4. 在libc中++和 libc ++ ABI項目，提供了一個標準的適配和高性能實現的C ++標準庫，包括C ++ 11和C ++ 14的完全支持。
5. 編譯器RT項目，提供了高效tune調試，如"__fixunsdfdi"的low-level code generator支持例程的實現等，當目標不具有本地指令的短序列實現核心IR操作，產生的調用時。還為動態測試工具（例如AddressSanitizer、 ThreadSanitizer、 MemorySanitizer和 DataFlowSanitizer ）提供運行時庫的實現 。
6. MLIR子項目，一種新的方法來構建可重用和可擴展的編譯架構。MLIR 旨在解決軟件碎片問題，改進異構硬件的編譯，顯著降低構建特定領域編譯器的成本，支持將現有編譯器連接在一起。
7. OpenMP的子項目， 在clang 中，通過OpenMP實現，提供OpenMP runtime。
8. 該polly項目，使用using a polyhedral model多面體模型套件，auto-parallelism and vectorization自動并行和向量化，實現整套cache-locality optimizations緩存局部性優化。
9. libclc項目，實現OpenCL標準庫。
10. klee項目，實現了“symbolic virtual machine符號虛擬機” ，通過程序中的所有動態路徑，采用一個定理證明，試圖評估在努力發現問題和證明的功能性。klee 的一個主要特性，可以在檢測到錯誤時，生成測試用例。
11. LLD項目，一個新的linker鏈接器。系統鏈接器的直接替代品，運行速度更快。
    除了 LLVM 的官方子項目之外，還有各種各樣的其它項目，使用 LLVM 的組件完成各種任務。通過這些外部項目，可以使用 LLVM，編譯 Ruby、Python、Haskell、Rust、D、PHP、Pure、Lua 和許多其它語言。LLVM 的一個主要優勢，多功能性、靈活性和可重用性，這就是為什么用于如此廣泛的不同任務：從對 Lua 等嵌入式語言，進行輕量級 JIT 編譯，到為大規模超級計算機編譯 Fortran 代碼。
    與其它一樣，LLVM 擁有一個廣泛而友好的社區，對構建出色的低級工具感興趣。如果有興趣參與，最好先瀏覽LLVM 博客并注冊LLVM 開發人員郵件列表。有關如何發送補丁、獲取提交訪問權限，以及版權和許可主題的信息，請參閱LLVM 開發人員規則。
    DragonEgg示例
    DragonEgg in action
    使用gcc-4.5編譯"hello world" 程序:
    $ gcc hello.c -S -O1 -o -
    .file “hello.c”
    .section .rodata.str1.1,“aMS”,@progbits,1
    .LC0:
    .string “Hello world!”
    .text
    .globl main
    .type main, @function
    main:
    subq $8, %rsp
    movl $.LC0, %edi
    call puts
    movl $0, %eax
    addq $8, %rsp
    ret
    .size main, .-main
    .ident “GCC: (GNU) 4.5.0 20090928 (experimental)”
    .section .note.GNU-stack,"",@progbits

將 -fplugin=path/dragonegg.so 加到 gcc command line優化代碼，通過LLVM生成codegenerator:
$ gcc hello.c -S -O1 -o - -fplugin=./dragonegg.so
.file “hello.c”

Start of file scope inline assembly

.ident	"GCC: (GNU) 4.5.0 20090928 (experimental) LLVM: 82450:82981"

End of file scope inline assembly

.text
.align	16
.globl	main
.type	main,@function

main:
subq $8, %rsp
movl $.L.str, %edi
call puts
xorl %eax, %eax
addq $8, %rsp
ret
.size main, .-main
.type .L.str,@object
.section .rodata.str1.1,“aMS”,@progbits,1
.L.str:
.asciz “Hello world!”
.size .L.str, 13

.section	.note.GNU-stack,"",@progbits

增加 -fplugin-arg-dragonegg-emit-ir或 -flto 的LLVM IR 輸出 output (需要assembler output匯編輸出, -S, 不是目標代碼輸出, -c, 否則，gcc 傳遞pass the LLVM IR 到 the system assembler, 肯定匯編失敗):
$ gcc hello.c -S -O1 -o - -fplugin=./dragonegg.so -fplugin-arg-dragonegg-emit-ir
; ModuleID = ‘hello.c’
target datalayout = “e-p:64:64:64-i1:8:8-i8:8:8-i16:16:16-i32:32:32-i64:64:64-f32:32:32-f64:64:64-v64:64:64-v128:128:128-a0:0:64-s0:64:64-f80:128:128”
target triple = “x86_64-unknown-linux-gnu”

module asm “\09.ident\09\22GCC: (GNU) 4.5.0 20090928 (experimental) LLVM: 82450:82981\22”

@.str = private constant [13 x i8] c"Hello world!\00", align 1 ; <[13 x i8]*> [#uses=1]

define i32 @main() nounwind {
entry:
%0 = tail call i32 @puts(i8* getelementptr inbounds ([13 x i8]* @.str, i64 0, i64 0)) nounwind ; [#uses=0]
ret i32 0
}

參考鏈接：
https://llvm.org/
https://dragonegg.llvm.org/

總結

以上是生活随笔為你收集整理的LLVM编译器基础架构与DragonEgg示例的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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