在最近的工作中要使用llvm编译器,研究了小半年的时间,这里我就大概介绍一下llvm的基本情况,如何使用。
llvm是一个开源的编译器,众所周知,苹果的xcode的内核就是llvm编译器。llvm是一个轻量的易于扩展的编译器,通过IR等中间语言将编译分为前端和后端,所以llvm也存在易于扩展的属性。如果你需要定义一个新的语言,只需要开发llvm的前端,如果需要支持新的指令集,只需要开发llvm的后端。
本章先介绍llvm的环境搭建和基本信息获取方式,算是抛砖引玉。如果你只是想使用编译器,可以下载安装llvm的发布包,也可以通过下载开源的源码自己编译。
一 llvm基本信息介绍
1.1 llvm简介
llvm是一个“Apache 2.0”开源协议的开源项目,要了解开源协议的相关信息可以参考各种开源协议介绍 | 菜鸟教程 (runoob.com);
llvm是Illinois大学的一个研究项目,后来被广泛的用于学术研究项目和商业项目中,我们前面提到的xcode编译器就是使用了llvm作为核心编译器。
1.2 llvm常用子项目介绍
- LLVM core:是一个通用的优化器和代码生成器,这些代码都是围绕着llvm的IR的中间代码实现。
- clang:它是基于LLVM的一个原生的编译器,拥有非常快速的编译速度,提供非常全面有用的编译过程中产生的错误信息和警告信息。
- lldb:它是一个提供调试信息的项目,使用clang AST 、表达式解析器、LLVM JIT、反汇编工具等,它提供一种调试功能。在加载符号时,它也比 GDB 更快,内存效率更高。
- libc++和libc++ ABI:提供高性能执行的C ++标准库,包括对C ++ 11和C ++ 14的支持。
- compiler-rt:提供一些高级的优化实现,还为动态测试工具(例如AddressSanitizer、 ThreadSanitizer、 MemorySanitizer和 DataFlowSanitizer )提供运行时间的实现 。
- lld:是llvm官方提供的连接器项目。
- MLIR:也就是我们之前提到的IR的核心代码,是一种新的方法实现可重用、可扩展的编译架构。MLIR 旨在解决软件碎片问题,改进不同硬件的编译,显着降低构建特定编译器的成本,并帮助将现有编译器组合在一起。
- 还有一些其他的项目,可以到llvm的官方网站上获取相关信息。
二 llvm安装
先下载llvm,LLVM Download Page。
根据操作系统下载llvm,下载最新版本就可以,下载之后安装就可以使用了。
三 编译和运行llvm
3.1 在unix系统上构建llvm
3.1.1 下载安装必要的工具
如果只是需要编译软件,可以只安装CMake、GCC、zlib,如果要对llvm进行二次开发,则需要安装python和GNU Make等软件,以便进行自动化测试。
软件 | 版本 | 备注 |
CMake | >=3.13.4 | Makefile/解决方案生成器 |
GCC | >=5.1.0 | C/C++编译器 |
python | >=3.6 | 自动化测试工具 |
zlib | >=1.2.3.4 | 压缩软件 |
GNU Make | 3.79 | 3.79.1 | Makefile |
3.1.2 获取llvm的工程源码
- 打开终端,将目录切换到准备放源码的目录(eg:cd /media/llvm/)
- 获取源码:git clone https://github.com/llvm/llvm-project.git
- 上面这个获取代码的命令很慢,如果你只需要本地编译代码,可以使用浅克隆的方式进行获取源码:git clone --depth=1 https://github.com/llvm/llvm-project.git(使用这个只能构建最新版本的llvm)
3.1.3 编译llvm和clang
- cd llvm-project
- mkdir build
- cd build
- cmake -DLLVM_ENABLE_PROJECTS=clang -G "Unix Makefiles" ../llvm
- make
- 编译完成之后尝试使用clang进行编译
- clang helloword.c
3.2 使用Virtual Studio编译
3.2.1 下载安装必要的工具
如果只是需要编译软件,可以只安装CMake、Virtual Studio、zlib,如果要对llvm进行二次开发,则需要安装python和GnuWin32 Tools等软件,以便进行自动化测试。
软件 | 版本 | 备注 |
CMake | >=3.13.4 | Makefile/解决方案生成器 |
Virtual Studio | >=2017 | C/C++编译器 |
python | >=3.6 | 自动化测试工具 |
zlib | >=1.2.3.4 | 压缩软件 |
GnuWin32 Tools | -- | Makefile |
3.2.2 获取llvm的工程源码
- 打开终端,将目录切换到准备放源码的目录(eg:cd D://media/llvm/)
- 获取源码:git clone https://github.com/llvm/llvm-project.git
3.3.3 使用CMake生成VS解决方案
- cd llvm-project
- mkdir build
- cd build
- cmake -DLLVM_ENABLE_PROJECTS=clang -G "Visual Studio 15 2017" -A x64 -Thost=x64 ..\llvm -Thost=x64
3.3.4 使用VS打开解决方案进行编译
- 使用VS打开解决方案LLVM.sln
- 编译