编译器输出语言 - LLVM IR与C.

Question

编写编译器时，使用LLVM IR vs C作为目标语言有哪些优缺点？我知道两者都被使用了，我想如果我使用clang来编译C，那么最终的机器代码会是相似的。那么还有什么需要考虑的事情呢？

Answer 1

我已经将LLVM IR用于一些编译器后端，并与使用C作为后端的编译器一起工作。我发现给LLVM IR带来优势的一件事就是它是打字的。如果没有从LLVM库中获取错误，很难完全形成错误的输出。

在我看来，更容易在源代码和IR之间保持密切关联以进行调试。

另外，您可以使用所有酷炫的LLVM命令行工具来分析和处理前端发出的IR。

Answer 2

我怀疑您在定位C时可以为您的语言实现正确的调试支持。

Answer 3

LLVM优势：

1. JIT - 您可以动态编译和运行代码。当然可以使用C（例如，使用嵌入式tcc），但它是一个不太健壮和便携的选项。
2. 您可以在生成的IR上运行自己的优化传递。
3. 免费反思 - 使用LLVM检查生成的代码要容易得多。
4. LLVM库没有大多数C编译器那么大（当然不包括tcc）。

LLVM缺点：

1. 代码不可移植，您必须根据目标略微更改。 LLVM有一个可移植的子集，但它仍然是一种狡猾的做法。
2. 对C ++库的运行时依赖性可能有点问题。

Answer 4

我将使用LLVM来指代框架，并使用LLVM IR来指代目标语言。

C优势

1. 跨平台
2. 调试（请阅读以下内容。它与第4点部分相关。）
3. 互操作性
4. 易于使用

LLVM IR优势

1. 性能
2. 自定义选项
3. 内存占用量
4. 强打字/安全

C

1. 尽管LLVM最近获得了更多的目标，但仍存在用于各种嵌入式系统的C编译器。可以说，C在此类别中比LLVM IR（中间表示）略有优势。

2. 使用C而不是LLVM的主要优点是，与LLVM相比，生成的代码处于更高的级别。使用诸如GDB之类的标准化调试器，可以认为，更容易对生成的代码的行为进行推理。利用GDB之类的调试器为编译为C的语言构造调试器也更加容易。

3. 第三点。互操作性比较麻烦。但是，C具有标准化的应用程序二进制接口。因此，更容易编写库并将这些库与用C和/或C +编写的其他程序连接。尽管如此，许多语言（例如Java）仍提供了到C的标准化接口。

4. 可以说，通过定位C来更轻松地开始工作吧！

LLVM

1. C是一种相当高级的语言，如果没有习惯地编写它，性能可能会下降（取决于目标编译器以及编译器所做的假设）。 有一些论文，例如An llVM backend for GHC 这说明了C语言的一些缺点以及LLVM IR作为目标语言的优点。

2. 由于LLVM（框架）是作为可重用单元的集合而构建的，因此很容易为特定目标语言编写特定于目标语言的过程。编写自定义GC（There is as of 2020 some support for this）也更加容易。在C的情况下也是可行的，并且有一些垃圾收集器，例如Boehm GC。但是，C并非设计为中间语言。

3. 内存占用量。与LLVM位代码相比，生成的C代码具有更大的内存占用量。如果要编译和链接大型系统，则针对LLVM可能会获得编译时的优势。

4. 尽管C是弱类型语言。 LLVM IR是强类型的。因此，可以认为以LLVM IR为目标更为安全。

Answer 5

明显没有CLANG或者处于实验状态的架构和操作系统。

C被广泛接受，但LLVM IR允许您为LLVM引擎提供数据。并非IR的所有路径都相同。