LLVM編譯器

LLVM

1. 說說 LLVM（Low Level Virtual Machine）究竟是什麼吧

• 先說編譯器：編譯器是把程序員的代碼翻譯成機器能夠理解的語言的工具；

• 再談 LLVM：一個模塊化和可重用的編譯器和工具鏈技術的集合，Clang 是 LLVM 的子項目，是 C，C++ 和 Objective-C 編譯器，由於多模塊的複用，因此提供了驚人的快速編譯，比 GCC 快3倍。

2. LLVM 是一開始就做爲一個完整的編譯工具來使用的嗎？仍是有什麼其餘故事

LLVM 當時是爲了解決一個小問題而開發的：當使用OpenGL 函數庫的時候（Mac OS 10.4 和 10.5環境下），好比你要調用這個函數，glVertex3f()，編譯器必須將其轉化爲特定的GPU能夠理解的數據。可是這帶來一個問題：市面上有海量的GPU，每一個GPU的性能和參數也不盡相同，所要求的數據格式也不一樣。這時 LLVM 能夠產生很小的一部分代碼去解決這個問題，這是 LLVM 誕生的初衷。

3. LLVM 的 bytecode 和 Apple 如今的 bitcode 有什麼不一樣？

這是歷史遺留問題。一開始 LLVM 是開源的，全部代碼在轉成二進制時就叫作 bytecode -- 由於 java 當年就是這麼叫的。當時這一部分有不少問題：好比不能擴展，沒法兼容，很是脆弱

而後就到了 LLVM 2.0，當時我從新設計了架構，採用的就是 Bitcode 機制。LLVM 2.0 將全部代碼以比特流(bit stream)而不是字節流(byte stream)的形式來編碼。這就是 bitcode 這一術語的由來。

主要的工做流程就是現將代碼轉成比特流，而後相應處理。處理完後再將編碼傳到其餘地方去。

4. Bitcode 這個機制比直接傳輸二進制有什麼好處

好處那是多了去了。首先 編譯器工做起來會愈來愈好。由於經過Bitcode機制，它能夠經過編譯不一樣代碼來存儲各類優化方法，這樣下次碰到相似代碼，它就會自動啓動相關優化機制，使得效率提高。還有個好處是 LLVM 可讓芯片的兼容性變得很好。由於 Apple 每一年都在芯片上推陳出新，它們轉化爲二進制的規則都不盡相同，LLVM 只要每次從新編碼並傳輸成比特流就行了。

固然 Bitcode 也不是萬能的。好比它不能解決 32位的 APP 在64位機器上的兼容問題。這個問題其實應該依靠代碼邏輯。

補充

補充：LLVM的三層結構

• 第一層：Clang 編譯器，負責編譯各類語言

• 第二層：代碼優化器，經過模塊化操做優化代碼，是 Bitcode 邏輯的主要部分

• 第三層：代碼翻譯器，針對不一樣平臺和 GPU 將代碼翻譯成機器語言

補充：LLDB，llbc++，compile rt

• LLDB: 一個有着 REPL 的特性和 C++ ,Python 插件的開源調試器。LLDB 綁定在 Xcode 內部，存在於主窗口底部的控制檯中；

• libc++，libc++ ABI: 高性能 C++ 標準庫實現，支持 C++ 11

• compiler-rt：爲 LLVM 和 Clang 設計的編譯器擴展函數庫。針對 __fixunsdfdi 和其餘目標機器上沒有一個核心 IR (intermediate representation) 對應的短原生指令序列時，提供高度調優過的底層代碼生成支持。

ABI 是什麼？

• Application Binary Interface，中文名：應用二進制接口。是 APP 和 操做系統、其餘應用之間的二進制接口。它包括如下細節：

• 數據類型的大小、佈局和對齊;

• 調用約定（控制着函數的參數如何傳送以及如何接受返回值），例如，是全部的參數都經過棧傳遞，仍是部分參數經過寄存器傳遞；哪一個寄存器用於哪一個函數參數；經過棧傳遞的第一個函數參數是最早push到棧上仍是最後；

• 系統調用的編碼和一個應用如何向操做系統進行系統調用；

• 以及在一個完整的操做系統ABI中，目標文件的二進制格式、程序庫等等。