LLVM小记2

LLVM低级虚拟机

传统的编译器架构:

 

 

 

Forntend前端：词法分析、语法分析、语义分析、生成中间代码

Optimizer优化器：中间代码生成

Backend后端：生成机器码

 

LLVM：

架构：不同的前端后端使用统一的中间代码LLVM Intermediate Representation (LLVM IR)；如果需要支持一种新的编程语言，那么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，只需要实现一个新的后端；优化阶段是一个通用的阶段，它针对的是统一的LLVM IR，不论是支持新的编程语言还是支持新的硬件设备，都不需要对优化阶段做修改。

处理过程

预处理->词法分析->Token -> 语法分析 -> AST -> 中间代码生成 -> LLVM IR -> 优化 -> 生成汇编代码 -> Link -> 目标文件

1、编译前端（clang）处理：

预处理：替进行头文件引入，宏替换，注释处理，条件编译(#ifdef)等操作

词法分析(lexical anaysis)：词法分析器读入源文件的字符流，将他们组织称有意义的词素(lexeme)序列，对于每个词素，此法分析器产生词法单元（token）作为输出。

语法分析(semantic analysis)：词法分析产生的词法单元Token流会被解析成一颗抽象语法树(abstract syntax tree – AST)；有了抽象语法树，Clang就可以对这个树进行分析，找出代码中的错误。比如类型不匹配，亦或Objective-C中向target发送了一个未实现的消息。

CodeGen(中间代码生成)：遍历语法树，生成LLVM IR（中间）代码。LLVM IR是编译前端的输出，编译后端的输入。

2、IR处理

LLVM会对生成的IR进行优化，优化会调用相应的Pass进行处理；

Pass由多个节点组成，都是 Pass 类的子类，每个节点负责做特定的优化；

补充：Pass相关可以见Writing an LLVM Pass和开发和调试第一个 LLVM Pass

3、编译后端处理

生成汇编代码：LLVM对IR进行优化后，会针对不同CPU架构生成不同的目标代码，最后以汇编代码的格式输出；

汇编：汇编器以汇编代码作为输入，将汇编代码转换为机器代码，最后输出目标文件(Object File)，

链接：链接动态库，o文件，生成一个Mach-O格式的可执行文件，