了解 LLVM IR,从手写开始

一、总览 如果你想要了解 LLVM,那么有几种可能呢?你或许是想要创造一门新的编程语言的技术爱好者;或是陷入编译课的泥沼不能自拔的大学生,但不管怎么样,你都只希望使用 LLVM 做一件事:生成目标代码。 但是这一过程并不容易。你大概率经过了编译前端的艰辛历程,但是现在在你面前的是另一座大山,LLVM IR。在最开始就看到什么基本块、虚拟寄存器、phi 节点之类的概念使你心烦意乱;各种各样的代码示例中充满了和重点并不相关的细节。这些都使你无从下手…… 或许一个更好的学习方式是将 LLVM IR 视为一种特殊的编程语言,而非编译器的 “中间表示”。这种语言站在了高级与低级语言之间,既具备了一定的抽象能力,又反映了底层汇编的工作原理。 本篇文章,就将以编程语言的视角粗略介绍 LLVM IR。通过直接手写 LLVM IR,逐步分析其特点和原理。希望能够有所帮助。 (1)准备工作 LLVM IR 虽然是中间代码,但是 LLVM 也提供了 lli 工具用于解释/即时编译执行 LLVM IR 文件。这样 LLVM IR 又与 Java 字节码有了一些相似之处。使用 lli 可以直接运行我们手写的中间代码,很是方便。使用 lli 这需要安装 LLVM。 sudo apt-get install llvm 另外,LLVM 中是没有内建输入输出的,因为 LLVM 的工作在操作系统之下。这就导致了一个问题,我们不能得知程序的执行结果。一种方法是可以用函数的返回值来输出,但是这样输出只能是单个数值。为了方便起见,可以先用 c 语言编写一个输出库。并使用 clang 将其编译成 LLVM IR。为此需要安装 clang sudo apt-get install clang 对于输出库,这里只简单定义 putint 函数。 // lib.c #include <stdio.h> void putint(int i) { printf("%d\n", i); } 使用 clang 将其翻译成中间代码。不要担心,我们并不需要关心生成的 lib....

十一月 3, 2023 · 17 分钟 · 3612 字 · Wokron