在代码生成过程中，LLVM 后端会根据目标硬件平台的特性和要求，将 LLVM IR 转换为适合该平台的机器码或汇编语言。...在 LLVM IR 中，寄存器分配的过程较为特殊，因为 LLVM IR 寄存器集是无限的，直到实施寄存器分配为止。...在寄存器分配中，编译器会尝试将虚拟寄存器映射到物理寄存器上，以便在执行指令时能够直接访问这些寄存器而不必通过内存。...然而，由于物理寄存器数量有限，当虚拟寄存器的数量超过物理寄存器时，就需要使用一些策略来处理这种溢出（Spill）情况，将部分寄存器的内容存储到内存中，并在需要时重新加载。...通过建立虚拟寄存器之间的冲突图，尝试对图进行着色，从而确定哪些虚拟寄存器可以分配到同一个物理寄存器上，以最小化溢出次数。
LLVM的命名源自于底层虚拟机（Low Level Virtual Machine）的首字母缩写，导致不了解它的人以为它是类似于 JVM（Java Virtual Machine） 的虚拟机，实际上这个项目的范围并不局限于创建一个虚拟机...，而是包括 LLVM 中介码（LLVM IR）、LLVM调试工具、LLVM C++ 标准库等一系列编译工具及低端工具技术的集合。...这些指令采用三地址形式，这意味着它们接受一定数量的输入并在不同的寄存器中产生结果。LLVM IR 支持标签，通常看起来像一种奇怪的汇编语言形式。...ret 与机器代码的另一个显着区别是 LLVM IR 不使用一组固定的命名寄存器，它使用一组无限的以 % 字符命名的临时寄存器。...LLVM IR 支持三种表达形式：人类可读的汇编、在C++中对象形式、序列化后的 bitcode 形式。
后端通过将 IR 映射到目标硬件指令集上来生成机器代码。llc 是 LLVM 项目的后端工具。 LLVM IR 是一种类似汇编的低级语言。但是，它不针对特定的硬件信息编程。...如果 compile_me.c 中的 main 函数返回了 "zero" 而不是 0, 语义分析器就会抛出一个错误，因为 "zero" 不是 int 类型。 IR 生成器将 AST 转换为 IR。...在 compile_me.c 上运行 clang 前端，生成 LLVM IR： clang -S -emit-llvm -o llvm_ir.ll compile_me.c llvm_ir.ll 中的...后端 LLVM 的后端工具是 llc。它经历了三个阶段，最终把 LLVM IR 输入转化生成机器代码： 指令选取（instruction selection）是从 IR 指令到目标机器指令集的映射。...这一步使用了虚拟寄存器一个无限的命名空间。 寄存器分配（register allocation）是从虚拟寄存器到目标架构真实寄存器的映射。
了解 LLVM IR 的重要性是为了能够更好地理解编译器的运作原理，以及在编译过程中 IR 是如何被使用的。...LLVM IR 指令集 LLVM IR 是 LLVM 编译器框架中的一种中间语言，它提供了一个抽象层次，使得编译器能够在多个阶段进行优化和代码生成。...以下是 LLVM IR 指令集的一些特点： 虚拟寄存器：LLVM IR 使用虚拟寄存器，而不是物理寄存器。这些寄存器以 % 字符开头命名。...LLVM IR 设计原则 LLVM IR 是一种通用的、低级的虚拟指令集，用于编译器和工具链开发。...静态单赋值形式（SSA） LLVM IR 采用 SSA 形式，每个变量在代码中只被赋值一次。SSA 形式简化了数据流分析和优化，例如死代码消除和寄存器分配。
clang 是 LLVM 中 C 系语言的前端。 优化器（optimizer）会对 IR 进行分析，并将其翻译成一个更高效的形式。opt 是 LLVM 的优化器工具。...后端（backend）通过将 IR 映射为目标硬件的指令集生成机器码。llc 是 LLVM 的后端工具。 LLVM IR 是一个类似汇编语言的低级语言。但是，它将针对特定硬件的信息抽象了出去。...如果 compile_me.c 中的 main 函数返回了 "zero" 而不是 0, 语义分析器就会抛出一个错误，因为 "zero" 不是 int 类型。 IR 生成器 将 AST 翻译为 IR。...在 compile_me.c 上运行 clang 前端来生成 LLVM IR: clang -S -emit-llvm -o llvm_ir.ll compile_me.c 在 llvm_ir.ll 中的...这一步使用了虚拟寄存器一个无限的命令空间。 寄存器分配（register allocation） 是从虚拟寄存器到目标架构上真实寄存器的映射。
Aliases = []; //属于寄存器的子寄存器 list SubRegs = []; //子寄存器的索引编号 list...每个寄存器都需要在一个给定的索引里有一个有效的备用名。 RegAltNameIndex altNameIndex = idx; //指定寄存器 class 是否能用在虚拟寄存器和寄存器分配里。...这个值的范围在[0,63] int AllocationPriority = 0; } 寄存器在 LLVM 中的表达 物理寄存器在 LLVM 里均有 1 - 1023 范围内的编号。...在 GenRegisterNames.inc 里找到，比如 lib/Target/X86/X86GenRegisterInfo.inc 虚拟寄存器到物理寄存器的映射 直接映射使用 TargetRegisterInfo...前面是文件编号，后面是文件路径。 Sections 这里描述的是每个 Section 在可执行文件中的位置和大小。
项目最初被命名为低级虚拟机（Low Level Virtual Machine）的首字母缩写。然而，随着 LLVM 项目的发展，该缩写引起了混淆，因为课程范围不仅局限于创建虚拟机。...对于后端工程师而言，他们只需将目标硬件的特性如寄存器、硬件调度以及指令调度与 IR 进行对接，而无需干涉前端部分。...LLVM 支持三种不同的 IR 表达形式：人类可读的汇编形式、在 C++ 中的对象形式以及序列化后的 bitcode 形式。...GCC：LLVM：LLVM IR 的优点包括：更独立：LLVM IR 设计为可在编译器之外的任意工具中重用，使得轻松集成其他类型的工具，如静态分析器和插桩器成为可能。...这包含以下步骤：指令选择（Instruction Selection）：将 IR 转换为目标架构的汇编指令。寄存器分配（Register Allocation）：为指令分配合适的寄存器。
它将4号寄存器（写作%4）中的数和字面值2（写作2）求和，然后放到5号寄存器中。...这就是为什么我说LLVM IR读起来像是RISC机器码：我们甚至连术语都是一样的，比如寄存器，不过我们在LLVM里有无限多个寄存器。 在编译器内，这条指令被表示为指令C++类的一个实例。...在我们的例子中，它指向了一个代表整数2的常量对象和一个代表5号寄存器的指令对象。...（因为LLVM IR使用了静态单次分配格式，寄存器和指令事实上是一个而且是相同的，寄存器号是人为的字面表示。）...另外，如果你想看你自己程序的LLVM IR，你可以直接使用Clang： $ clang -emit-llvm -S -o - something.c 查看流程中的IR
以前全称是 Fourth Tier LLVM 底层优化使用的是 LLVM。B3 对 LLVM 做了裁剪，对 JavaScriptCore 做了特性处理，B3 IR 的接口和 LLVM IR 很类似。...B3 对 LLVM 的替换主要是考虑减少内存开销，LLVM 主要是针对编译器，编译器在这方面优化动力必然没有 JIT 需求高。B3 IR 将指针改成了更紧凑的整数来表示引用关系。...紧凑的数据放到数组中，更多的数组更少的链表。这样形成的 IR 更省内存。...Filip Pizlo 还把 DFG 里的 UpsilonValue 替代 LLVM SSA 组成部分。B3 后面会把 LLVM 的寄存器分配算法 Greedy 一直到 B3 中。...方法调用会有一组自己的虚拟寄存器，常用的是 v0 - v15，有些指令可以使用 v0 - v255。只在虚拟寄存器中进行指令操作，数据移动少多了，保存局部变量的存储单元也会少很多。
研究问题 论文主要解决的问题是如何对 eBPF代码进行多级优化，以提高其在 Linux 内核中的性能和紧凑性。...eBPF 是一种在内核中运行的虚拟机，它允许用户以安全的方式执行自定义程序，用于观察、分析和修改内核行为。...主要创新方法 简单总结文中的创新方法： Merlin 优化框架： 论文提出了一个名为 Merlin 的优化框架，该框架利用定制的 LLVM 传递和字节码重写技术，对指令表示（IR）进行转换和字节码细化...IR 优化和字节码细化： 通过在编译流程的早期阶段利用定制的 LLVM IR 优化传递，将领域知识（如寄存器和对齐）注入编译器 IR；在字节码加载到内核之前，直接优化字节码以针对验证器约束和利用 eBPF...虚拟机特性。
首先，该文件定义了一系列的from_和to_前缀的函数，用于将Rust类型转换为对应的LLVM IR类型，或将LLVM IR类型转换为Rust类型。...代码转换为LLVM IR代码并进行优化和生成可执行文件。...codegen_llvm_intrinsic_call函数：该函数是MIR层面的内建函数调用的代码生成器。它在Rust编译器的LLVM后端中被调用，将MIR中的内建函数调用编译成LLVM IR指令。...在Rust中，MIR是一种中间表示语言，用于将Rust代码转换为LLVM IR（LLVM的中间表示语言）以进行编译。常量表达式是指在编译时已知值的表达式，例如整数、字符、浮点数或字符串等。...FunctionCx结构体的作用主要是管理转换过程中的临时变量、局部变量、寄存器分配等，并负责生成相应的LLVM IR指令以及处理相关的控制流、调用等逻辑。
如果源代码在虚拟机(解释器)上运行：目标代码就是“解释器可以理解的中间形式的代码”，比如字节码(中间代码)IR、AST语法树。...中间代码IR的两个用途：解释执行 、代码优化 解释执行：解释型语言，比如Python和Java，生成IR后就能直接执行了 优化代码：比如LLVM等工具；在生成代码后需要做大量的优化工作，而很多优化工作没必要使用汇编代码来做...并且，如果采用像LLVM这样的工具，我们还可以让多种语言的前端生成相同的中间代码，这样就可以复用中端和后端的程序了。...目标代码生成 目标代码生成，也就是生成虚拟机执行的字节码，或则操作系统执行的汇编代码 代码生成的过程，其实很简单，就是将中间代码IR逐个翻译成想要的汇编的代码 那么目标代码生成阶段的任务就有：...优化寄存器的分配，让频繁访问的变量，比如循环语句中的变量放到寄存器中，寄存器比内存快 在不改变运行结果下，对指令做重排序优化，从而充分运用CPU内部的多个功能部件的并行能力 目标代码生成之后
压缩加密 技术原理类似桌面应用的「压缩壳」，将 SO 文件中的代码段压缩或加密，在入口函数中解密再执行。...可以被反编译 由于 OLLVM 是在编译过程中对 LLVM IR 进行了处理，IR 属于架构无关指令，在 LLVM 后端依然要生成平台相关的指令，所以最终只是变成了「更加复杂的 C/C++ 代码」而已。...函数间引用关系可见 混淆对象受限于 IR 指令，无法精细的对 Native 指令进行操作，使得保护后的代码仍然可以被反编译工具用 「交叉引用」 搜索到，对函数间调用关系的保护效果差。...ARM-虚拟化保护技术 ARM-VM 技术借鉴了桌面应用中对 x86 指令的虚拟化保护思路，将其完整地适配到了 ARM 平台，该技术的实现完全独立，直接对编译生成的二进制文件进行保护。...更精细的保护粒度 直接对 ARM 指令保护，可以更精细的控制指令和寄存器，灵活性高，能够达到更高的安全性上限。
LLVM的编译流程如下：源码被编译成LLVM中间格式的文件，然后使用LLVM Linker 链接，并进行优化，得到的LLVM code 最终被翻译成特定平台的机器码，另外LLVM支持JIT，会在代码生成过程中插入一些轻量级的操作指令来手机运行的信息...LLVM IR(Intermediate representative)： 由上面可以看出LLVM编译器是先将源语言翻译成“中间语言”，不同语言有不同的IR，再通过后端程序翻译为目标平台的编译语言。...LLVM IR提供三种格式，分别是：内存里的IR格式，存储在磁盘上二进制格式，存储在磁盘上的文本格式。...除此以外，和IR相关的还有一些文件格式，罗列如下： bc 结尾， LLVM IR文件，二进制，可通过lli 命令执行 ll 结尾，LLVM IR文件， 文本格式，可以通过 lli 执行 s 结尾，本地汇编文件...当浏览器翻译 WebAssembly 到机器码时，浏览器会使用寄存器，而 WebAssembly 代码并不指定用哪些寄存器，这样做的好处是给浏览器最大的自由度，让其自己来进行寄存器的最佳分配。
当然对于一些计算操作，比如加法： add rdi rsi # rdi = rdi + rsi 会将两个寄存器的值相加后再置入第一个寄存器中。..., nil} Compile函数负责将字节码翻译为IR(SSA)，借助寄存器和栈，能够很迅速的将字节码翻译为对应的IR。...如下： 我们借助go标准库和LLVM就能实现一个非常简单的编译器，不再使用go默认编译器独有的IR和机器码生成器。...LLVM的编译器clang是支持直接将IR编译为可执行文件的，在编译的过程中会自动对IR、机器码进行优化，这也是LLVM近些年火爆的原因，很多语言搭上了LLVM的快车，比如Rust等。...所以，任务更加简单了，只需要在AST树翻译为LLVM IR即可。实际上，有一些项目就是采用这种做法，比如gollvm和tinygo等。
虽然人们已经在通过DSL编译器或者图重写器来实现融合及代码生成方面付出了很多努力，但仍然缺少基于一个统一的IR基础设施的鲁棒性方法。 我总感觉这个结论怪怪的，似乎没说完。...这种Dialect提供了直接映射到 LLVM 中的 NVPTX 后端的操作。 LLVM Dialect：代码生成的最后阶段涉及递降到 LLVM IR，LLVM 后端从这里控制并生成目标代码。...为了对 LLVM IR 进行建模，使用了这种Dialect。这是 MLIR 中存在的最低抽象级别。 0x5.2 GPU背景 GPU是通用的大规模并行计算设备。...通用的方法在算法1中被描述： 算法1 在我们工作之前，MLIR 中提供了一些支持，我们在管道中重用了这些支持，但还缺少一些核心组件。...这些iter_args驻留在寄存器中，并在k循环的不同迭代中重复使用。
; preds = %1 store i32 1, ptr %2, align 4 /* 1存到2号寄存器...; preds = %7, %6 %16 = load i32, ptr %2, align 4 /* 2号寄存器中取出值...语法手册 语法 案例 递归调用案例 3 Basic Blocks：基本块 基本块在 LLVM 中起着重要的作用，它们用于进行优化、分析和代码生成。...在上面案例中： 4 callgraph IR支持打印callgraph： $ opt -passes=print-callgraph t3.ll Call graph node IR结构 6 todo 用到的话继续把Tutorial-Bridgers-LLVM_IR_tutorial.pdf指针、类型部分看完。
包含retain/release优化，动态方法的去虚拟化，闭包内联，内存初始化提升和泛型方法实例 化. 可用于分配"脆弱"内联的稳定分配格式，将Swift库组件的泛型优化为二进制。...Clang编译流程 image.png Clang编译过程有以下几个缺点： 与代码与LLVM IR之间有巨大的抽象鸿沟(Wide abstraction gap between source and...LLVM IR ); IR不适合源码级别的分析(IR isn't suitable for source-level analysis ); CFG(Control Flow Graph)缺少精准度(...IR lowering)。...IRGen会将正式SIL降级为LLVM IR. LLVM后端提供LLVM优化,执行LLVM代码生成器并产生二进制码.
Kaleidoscope：LLVM IR的代码生成 第三章绪论 欢迎阅读“使用LLVM实现语言”教程的第3章。本章介绍如何将第2章中构建的抽象语法树转换为LLVM IR。...首先，我们在每个AST类中定义虚拟代码生成(Codegen)方法： /// ExprAST - Base class for all expression nodes. class ExprAST {...Value是用来表示LLVM中的“静态单赋值(SSA)寄存器”或“SSA值”的类。SSA值最明显的方面是，它们的值是在相关指令执行时计算的，并且直到(如果)指令重新执行时才会获得新值。...请注意，除了将虚方法添加到ExprAST类层次结构中，使用访问者模式或其他方式对此进行建模也是有意义的。重申一下，本教程不会详述好的软件工程实践：就我们的目的而言，添加虚拟方法是最简单的。...示例代码将codegen的调用插入到”HandleDefinition”、”HandleExtern”等函数中，然后转储LLVM IR。这为查看简单函数的LLVM IR提供了一个很好的方法。
下面，我们会通过转换 LLVM IR 的方式进行验证。...IR（编译中间语言） 编译后端 根据目标机器特性，产出汇编码（可读性高于机器码） 汇编 将汇编码转化为机器码 链接 将多个对象文件组装为单个可执行文件 LLVM IR 是什么？...很明显，所有的源码都会在编译阶段转为 LLVM IR。 LLVM IR 是 LLVM intermediate representation （llvm 中间表示）的简称。...基本类型转换实现 首先，我们先通过 clang -S -emit-llvm main.c 命令将文章开头的代码转为 LLVM IR 语言： // clang -S -emit-llvm main.c int...LLVM 标识符有两种基本类型：全局和本地。全局标识符（函数、全局变量）以 @ 字符开头。本地标识符（寄存器名、类型）以 % 字符开头。 #0 代表属性组。
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