编译器输出语言 - LLVM IR vs C

Question

对于编写编译器，将LLVM IR与C用于目标语言的优缺点是什么？我知道两者都被使用，我想如果我使用 clang 来编译 C，最终的机器代码会相似。那么还有什么需要考虑的呢？

Answer 1

我已经将LLVM IR用于一些编译器后端，并使用了使用C作为后端的编译器。我发现给LLVM IR带来优势的一件事是它是类型的。很难在不从 LLVM 库获得错误的情况下制作完全格式错误的输出。

在我看来，在源代码和 IR 之间保持密切关联以进行调试也更容易。

此外，您还可以获得所有很酷的LLVM命令行工具来分析和处理前端发出的IR。

Answer 2

LLVM的优势：

1. JIT - 可以动态编译和运行代码。当然，C也可以这样做（例如，使用嵌入式tcc），但它是一个不那么健壮和可移植的选项。
2. 您可以在生成的 IR 上运行自己的优化传递。
3. 免费反射 - 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 的缺点：

1. 代码是不可移植的，您必须根据目标稍微更改它。LLVM有一个可移植的子集，但它仍然是一个狡猾的做法。
2. 运行时对C++库的依赖性可能是一个问题。

Answer 3

我怀疑在面向 C 时能否为您的语言实现正确的调试支持。

Answer 4

显然

没有CLANG或处于实验状态的体系结构和操作系统。

C 语言被广泛接受，但 LLVM IR 允许您为 LLVM 引擎提供勺子。并非所有通往 IR 的路径都是相同的。

Answer 5

我将使用LLVM来引用框架，并使用LLVM IR来引用目标语言。

C 优势

1. 跨平台
2. 调试（请阅读下文。它部分与第 4 点有关。
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
4. 强打字/安全

C

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

2. 针对 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。使用标准化调试器（如 GDB），可以说更容易推理生成的代码的行为。使用调试器（如 GDB）为编译为 C 的语言构造调试器也更容易。

3. 第三点。互操作性更挑剔。但是，C 具有标准化的应用程序二进制接口。因此，编写库并将这些库与用 C 和/或 C+ 编写的其他程序接口更容易。尽管如此，许多语言，如Java，都为C提供了标准化的接口。

4. 可以说，通过针对 C 更容易入门并让某些东西工作

LLVM

1. C 是一种相当高级的语言，如果不按习惯编写，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GHC的llVM后端这说明了 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传递。编写自定义 GC 也更容易（截至 2020 年，对此有一些支持）。在C的情况下，这也是可能的，并且有一些垃圾收集器，例如Boehm GC。但是，C 不是作为中间语言设计的。

3. 内存占用。与 LLVM 位码相比，生成的 C 代码具有更大的内存占用。如果您正在编译和链接一个大型系统，您可能会获得针对LLVM的编译时间优势。

4. 而 C 是弱类型语言。LLVM IR 是一个强类型。因此，可以说以LLVM IR为目标更安全。