LLVM
什么是LLVM？
官網(wǎng)：https://llvm.org/
The LLVM Project is a collection of modular and reusable compiler and toolchain technologies.
LLVM項目是模塊化屡立，可重用的編譯器與及工具鏈技術的技術
美國計算協(xié)會(ACM)將其2012年軟件系統(tǒng)獎項頒給了LLVM念颈，之前曾經(jīng)獲得此獎項的軟件和技術包括：Java，Apache卵慰，Mosaic沙郭，the World Wide Web,Smalltalk,UNIX,Eclipse等等
傳統(tǒng)的編譯器架構
Frontend：前端
詞法分析，語法分析裳朋，語義分析病线，生成中間代碼
Optimizer：優(yōu)化器
中間代碼優(yōu)化
Backend：后端
生成機器碼
LLVM架構
不同的前端后端使用統(tǒng)一的中間代碼LVM Intermediate Repressentation(LLVM IR)；
如果需要支持一種新的變成語言鲤嫡，那額只需要實現(xiàn)一個新的前端送挑；
如果需要支持一種新的硬件設備，那額只需要實現(xiàn)一個新的后端暖眼；
優(yōu)化階段是一個通用的極端惕耕，它針對的是統(tǒng)一的LLVM IR，不論是支持新的變成語言罢荡，還是支持新的硬件設備赡突，都不需要對優(yōu)化階段做修改对扶；
相比之下，GCC的前端和后端沒分得太開惭缰，前端后端耦合在一起浪南，所以GCC為了支持一門新的語言或者為了支持一個新的目標平臺，就變得特別困難漱受；
LLVM現(xiàn)在被作為實現(xiàn)各種靜態(tài)和運行時編譯語言的通用基礎結構（GCC家族络凿，Java，.NET,Python,Ruby,Scheme,Haskell,D等)
Clang
什么是Clang昂羡？
LLVM項目的一個子項目絮记；
基于LLVM架構的C/C++/Objective-C編譯器前端；(官網(wǎng):http://clang/llvm.org)
相比于GCC虐先，Clang具有如下優(yōu)點
編譯速度快怨愤，在某些平臺上，Clang的編譯速度顯著快過GCC(Debug模式下OC速度比GCC塊3倍）蛹批；
占用內(nèi)存凶础：Clang生成的AST所占用的內(nèi)存是GCC的五分之一左右；
模塊化設計：Clang采用基于庫的模塊化設計腐芍，易于IDE繼承及其他用途的重用差导；
診斷信息可讀性強：在編譯過程中若河，Clang創(chuàng)建并保留了大量詳細的元數(shù)據(jù)(metadata),有利于調(diào)試和錯誤報告勺择；
設計清晰簡單躬它，容易理解蒸播，易于擴張增強；
Clang與LLVM
OC源文件的編譯過程
clang -ccc-print-phases main.m
查看preprocessor預處理的結果：$clang -E main.m
可以發(fā)現(xiàn)在預編譯階段茎活，就已經(jīng)將宏定義給替換了
詞法分析
詞法分析仍劈，生成Token: $clang -fmodules -E -Xclang -dump-tokens main.m
語法樹-AST
語法分析娄猫，生成語法樹(AST,AbstractSyntax Tree):$clang -fmodules -fsyntax-only -Xclang -ast-dump main.m
LLVM IR
LLVM IR有3種表示形式(但本質(zhì)是等價的项玛，就好比水可以有氣體貌笨，液體，固體等3中形態(tài)）
clang -S -emit-llvm main.m
text:便于閱讀的文本格式襟沮，類似于匯編語言，擴展名.II
參數(shù)解釋：
1.注釋以分號昌腰；開頭
2.全局標志符以@開頭开伏，局部標識符以%開頭
3.alloca，在當前函數(shù)棧幀中分配內(nèi)存
4.i32,32bit,4個字節(jié)的意思
5.align遭商，內(nèi)存對齊
6.store固灵，寫入數(shù)據(jù)
7.load，讀取數(shù)據(jù)
官方語法參考
https://llvm.org/docs/LangRefhtml
memory:內(nèi)存格式
clang -c -emit-llvm main.m
bitcode：二進制格式劫流，擴展名為.bc
LLVM 源碼下載
下載LLVM
$ git clone https://git.llvm.org/git/llvm.git/
下載clang
cd llvm/tools
git clone https://git.llvm.org/git/clang.git
源碼編譯
安裝cmake和ninja(先安裝brew巫玻，https://brew.sh)
brew install cmake
brew install ninja
ninja如果安裝失敗丛忆，可以直接從github獲取release版放入[/usr/local/bin]中
https://github.com/ninja-build/ninja/releases
在LLVM源碼同級目錄下新建一個[llvm_build]目錄(最終會在[llvm_build]目錄下生成[build.ninja])
cd llvm_build
cmake -G Ninja ../llvm -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=LLVM的安裝路徑
更多cmake相關選項，可以參考:https://llvm.org/docs/CMake.html
依次執(zhí)行編譯仍秤，安裝指令
ninja
編譯完畢后熄诡，【llvm_build】目錄大概21.05G(僅供參考)
ninja install
安裝完畢后，安裝目錄大概11.92G（僅供參考）
源碼編譯
也可以生成Xcode項目再進行編譯诗力，但是速度很慢（可能需要1個多小時）
在llvm同級目錄下新建一個[llvm_xcode]目錄
cd llvm_xcode
cmake -G Xcode ../llvm
應用與實踐
libclang凰浮、libTooling
官方參考:https://clang.llvm.org/docs/Tooling.html
應用：語法樹分析，語言轉換等
Clang插件開發(fā)
官方參考
https://clang.llvm.org/docs/ClangPlugins.html
https://clang.llvm.org/docs/ExternalClangExamples.html
https://clang.llvm.org/docs/RAVFontendAction.html
引用：代碼檢查（命名規(guī)范苇本，代碼規(guī)范）
Pass開發(fā)
官方參考：https://llvm.org/docs/WritingAnLLVMPass.html
應用：代碼優(yōu)化袜茧，代碼混淆等
開發(fā)新的編程語言
https://llvm-tutorial-cn.readthedocs.io/en/latest/index.html
https://kaleidoscope-llvm-tutorial-zh-cn.readthedocs.io/zh_CN/latest/
參考資料
?關于AST的資料
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
參考書籍：
《編譯原理》
《LLVM CookBook》
