compilation - 编译为 LLVM 字节码，然后编译为机器码对速度等有什么影响？

Question

我问是因为，随着 ARM 设备上移动计算的日益普及，对向后兼容的 X86 设备的持续需求，以及量子计算等新技术将具有完全不同的架构，中间语言似乎是最佳选择对于编译器开发人员。双重编译如何影响生成机器码的质量？

Answer 1

所有编译器都使用低级内部表示 (LIR) 来执行低级优化。在 GCC 中它被称为“GIMPLE”；在 LLVM 中它被称为“LLVM IR”。换句话说，就这一点而言，LLVM 方法与其他编译器没有什么不同。

事实上，大多数前端进一步使用一些高级内部表示(HIR)来执行一些优化(尤其是在循环上)，这些优化在 LIR 级别应用起来要麻烦得多(或者由于丢失信息)。

所以通常一个程序会经历 3 个而不是 2 个“编译”步骤:C -> HIR -> LIR -> ASM。

关于您剩下的问题，正如其他人已经提到的那样，LIR 并不意味着可以在不同的体系结构之间移植，而是可以在相同(或相似)体系结构的不同实例之间移植。原因有很多:

• 经过预处理或各种 sizeof 求值等步骤后，C 代码本质上不再具有可移植性。

• 根据目标应用程序，需要进行不同的优化，其中一些优化在 HIR 级别执行(例如在 Clang 内部)；转换为 LLVM IR 后回滚为时已晚。

• 无论如何，当您优化了 C 代码时，它通常高度依赖于目标。

无论如何，如果您对可移植性感兴趣，您还应该看看 NVidia 的 PTX ISA。它是所有 NVIdia GPU 通用的虚拟 ISA，在安装时由 GPU 驱动程序编译成机器代码。