[分享] LLVM 專案結構指南 Part.II

看板CompilerDev作者mshockwave (夏克維夫)時間3年前 (2020/07/05 14:16)推噓5(5推 0噓 3→)

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第二篇我們延續重要 LLVM Libraries (e.g. llvm/lib/*) 元件介紹: /Analysis: 這個大概是LLVM數一數二重要的元件之一。就如大家所知道的 compiler optimizations 往往需要大量的資訊：從最簡單的 dominator tree 到複雜的 alias analysis。全部都放在這個資料夾裡面。LLVM 的 Analysis 幾乎跟一般 Pass 無異，最大的差別莫過於不能修改輸入的 IR unit，同時也有著頗為複雜的invalidation 機制 (當某個 IR unit 被更動後，那些 analysis 不受影響，哪些又要重新計算) /Support 與 llvm/include/llvm/ADT: 兩者為一堆極為實用的 utilities 集合。ADT 就如他們名字(Abstract Data Structure)所示，放的大多是資料結構，尤其是針對少量資料優化的資料結構，例如大家最耳熟能詳的 SmallVector，或是一些非常針對 compiler 所設計的資料結構，例如 IntervalMap (用在 register allocation 上）。Support 就比較通用一點，包含像是跨平台的 thread 函式庫、跨平台的 FileSystem，或是Graphviz DOT的小工具。個人強料推薦以下兩種情況之前，先看看看這兩個地方有沒有你想要用的東西： 1. 想使用 standard library 的資料結構之前 2. 想寫自己的 helper library，甚至用外部的 utility library(像是 Boost)之前關於第一點，並不是說 standard library 不好，而是就如前面所解釋的，ADT有很多針對特殊情況優化的資料結構。至於什麼時候該用 standard library 什麼時候要用 ADT ，官方網站的 Programmer Manual (http://llvm.org/docs/ProgrammersManual.html) 有非常詳盡的解說與指引，我個人工作的時候基本上都把那個頁面開在旁邊。 /CodeGen: 這邊放的就是所有真正 "backend" 做 code generation 的元件。 LLVM 將所有硬體特定實作全丟到 /Target，所以這邊放的其實是 target-independent 、使用 /Target 傳來的資訊來做 code generation。這邊列出重要的子元件分別放在哪兒： 1. Register Allocation: RegAlloc*.cpp 2. Instruction Scheduling: ScheduleDAG*.cpp, MachineScheduler.cpp 3. Instruction Selection 的故事就長了，因為這個部分也有新舊版本：舊的是基於 SelectionDAG 的實作(/SelectionDAG 資料夾)，新的則是叫做 GlobalISel (/GlobalISel 資料夾)。新的 GlobalISel 目標是更快的速度以及提供更好的測試環境 (SelectionDAG 在測試的時候只能整個當黑箱一起測，GlobalISel 可以切成好幾個部分分別測試) /Target: 每個硬體架構在這邊都有專門的一個資料夾，描述的就是硬體專有的訊息。除了大家大概都知道的指令集格式外，其實還有很多重要的訊息，例如 Calling Convention, Stack Frame 長什麼樣子, 或是 scheduling 的限制。 /MC: CodeGen 最後會生出目標架構的 assembly code。在古早以前，LLVM 接下來會呼叫外部的 assembler，例如 NASM 或者 GNU AS，將這些 assembly 組譯成 object code，然後再呼叫外部的 linker，例如最經典的 BFD linker，把這些 object files 組合成最終想要的檔案 (i.e. executable or libraries)。LLVM 現在都有自己的 assembler 和 linker 了，其中 assembler 部分就是這個 MC layer (linker 就是 LLD) 。筆者對 MC layer 沒有很透徹的研究，但基本上他有很多資訊也是來自於各別硬體於 /Target 底下的實作。 /ExecutionEngine: 這個資料夾放的包括最為人所知的 JIT Engine。目前 LLVM 已經從舊的 MCJIT (/MCJIT) 轉換成新版的 OrcJIT (/Orc)。OrcJIT 有非常多的優點，包括更小的編譯單位以及更為模組化的設計，讓客製化 JIT Engine 變得更簡單也更有彈性。 ==== 以上就是所有我個人認為重要的 LLVM 元件的簡介當然也歡迎大家補充！：） -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 169.234.228.195 (美國) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/CompilerDev/M.1593929787.A.C95.html

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