llvm - MSIL 和 LLVM 位码有什么区别？

Question

我是 .Net 的新手，我想先了解基础知识。 MSIL 和 LLVM 位码有什么区别？

Answer 1

LLVM bitcode 和 MSIL 都是 intermediate languages .从本质上讲，它们是通用汇编代码语言:不像大多数源语言(例如 Swift、C#)那样高级，但也不像真正的汇编语言(例如 ARM、x86)那样低级。这两种语言之间存在许多技术实现差异，但大多数开发人员不需要了解这些细节*。他们只需要知道如何在各自平台的分发模型中使用它们。

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LLVM 位码格式是 the intermediate representation code used within the LLVM compiler 的序列化版本.编译器的“前端”将源语言(如Swift)翻译成LLVM bitcode，然后编译器的“后端”将bitcode翻译成目标指令集(如ARM机器码)。 (注意:此答案的先前版本暗示 LLVM 位码与处理器无关。事实并非如此，因为源语言取决于目标处理器。)

Apple 允许 iOS 开发人员以完全编译的 ARM 代码形式提交他们的应用程序 or as LLVM bitcode ，其中后者:

[...] will allow Apple to re-optimize your app binary in the future without the need to submit a new version of your app to the store.

本质上，您在开发环境中运行 LLVM 前端，将位码传递给 Apple，后者在其服务器上运行 LLVM 后端。此过程称为提前 (AOT) 编译(the Wikipedia article 对于非位码情况是否也是 AOT 或是否只是“标准”编译有两种看法)。

但是无论您是否使用 bitcode，iOS 最终用户始终会以 ARM 机器代码的形式获取应用。

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.NET 中的情况有些不同。大多数 .NET 代码都编译为 MSIL，打包在名为assemblies 的文件中。最终用户设备上的 .NET 运行时加载并执行程序集，在运行时将 MSIL 编译为设备处理器的机器代码。这称为即时 (JIT) 编译。

通常，MSIL 与处理器无关，因此大多数开发人员可以将 .NET 应用程序视为与处理器无关。但是，在最终用户通过 JIT 运行应用程序之前，可以通过多种方式打包特定于处理器的代码:

1. 一些工具，例如 Native Image Generator和 .NET Native , 允许 AOT 编译。事实上，上传到 Microsoft Store 的通用 Windows 平台 (UWP) 应用程序是 AOT 编译的 - 您将应用程序的 MSIL 版本提交给 Microsoft，然后他们的服务器使用 .NET Native 为 Windows 10 支持的各种架构编译它。

2. 也可以在程序集本身中包含 native 代码；这些叫做mixed assemblies .

3. 如果源语言使用“不安全”操作(例如，pointer math in C#)，MSIL 本身可以是处理器特定的。

但这些通常是异常(exception)情况，而不是规则。通常，.NET 应用程序以 MSIL 形式分发，最终用户的设备是生成 native 代码的地方。

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总结一下:

• LLVM 位码是特定于处理器的，但并不像实际机器码那样低级。 Apple 允许 iOS 开发人员以位码形式提交应用程序，以便在可以引入优化时允许 future 重新编译。最终用户运行 native 可执行文件。

• MSIL 通常与处理器无关。最终用户通常运行此与处理器无关的代码，而 .NET 在运行时将 MSIL 编译为 native 代码。但是，在某些情况下，应用的部分或全部可能是 native 代码。

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* 当然，如果您对技术细节感兴趣，这里有标准for LLVM bitcode和 for MSIL, under its ECMA name CIL .我对后者有一定的了解；粗略浏览前者后，最显着的技术差异是内存模型:LLVM 位码是基于寄存器的，MSIL/CIL 使用评估堆栈。