什么是LLVM

LLVM项目是模块化、可重用的编译器以及工具链技术的集合。

美国计算机协会 (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
创始人:Chris Lattner,亦是Swift之父
趣闻:Chris Latter本来只是想写一个底层的虚拟机,这也是LLVM名字的由来,low level virtual machine,跟Java的JVM虚拟机一样,可是后来,llvm从来没有被用作过虚拟机,哪怕LLVM的名气已经传开了。所以人们决定仍然叫他LLVM,更多的时候只是当作“商标”一样的感觉在使用,其实它跟虚拟机没有半毛钱关系。官方描述如下
The name “LLVM” itself is not an acronym; it is the full name of the project. “LLVM”这个名称本身不是首字母缩略词; 它是项目的全名。

传统的编译器架构

深入浅出让你理解什么是LLVM_开发语言

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

深入浅出让你理解什么是LLVM_ios_02

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,那么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
相比之下,GCC的前端和后端没分得太开,前端后端耦合在了一起。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)

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。
相比于GCC,Clang具有如下优点
编译速度快:在某些平台上,Clang的编译速度显著的快过GCC(Debug模式下编译OC速度比GGC快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 集成及其他用途的重用
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,易于扩展增强

深入浅出让你理解什么是LLVM_swift_03

LLVM整体架构,前端用的是clang,广义的LLVM是指整个LLVM架构,一般狭义的LLVM指的是LLVM后端(包含代码优化和目标代码生成)。

源代码(c/c++)经过clang–> 中间代码(经过一系列的优化,优化用的是Pass) --> 机器码