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Introduction to LLVM - 巴西 UFMG 课程笔记

2024年12月30日修改

2023年6月7日创建

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课程信息

slides	https://homepages.dcc.ufmg.br/~fernando/classes/dcc888/ementa/slides/YouTubeLLVM/
YouTube	https://www.youtube.com/playlist?list=PLDSTpI7ZVmVnvqtebWnnI8YeB8bJoGOyv
b 站	https://www.bilibili.com/video/BV1Xr4y1k7Bj/
LLVM 信息	Code: https://github.com/llvm/llvm-project.git
时长	共约 2 小时。 21 个视频，每个 5-10min。
点评	1. 不错的新手入门材料。划出了重点 & 脉络结构，明确了学习目标。 2. 细节上，讲解不行。所以，过 1-2 遍，就差不多了。

要点总结

1.
一共 3 个东西：​
a.
前端 clang：词法和语法分析，生成 AST（抽象语法树）​
b.
后端 llc：codegen​
c.
中端 opt：IR 优化​

2.
重点是 opt。分 3 个 topic​
a.
Visualization 方便 debug​
b.
Pass 分 2 种：analysis pass，transform pass​
c.
一般会写成一个 tool，封装依赖的多个 pass。​

3.
高级概念包括：Loop 的处理​

4.
重要的基本功​
a.
Region analysis：掌握 2 件事​
i.
4 个 motivation: 并行性好，ssa 构建，control dependency，side-channel detection​
ii.
visit regions 的 example code​
b.
metadata：​
i.
可以理解为 IR 之外的补丁，存储不能放在 IR 里的其他信息。​
ii.
Debug 信息放在这里，还是很方便的。比如，原始 source code 片段的信息。​
iii.
Pass 内使用 metadat 的 api & example code​
iv.
使用 metadata 在 IR 之间跟踪 variable 的变化​
v.
TBAA metadata，为程序中指针和内存操作提供别名信息，以便优化器能够更好地推断和优化代码。​

5.
Clang tools，讲了 3 节课，但感觉不太重要。​
a.
AST Matchers。问题：ast 是不是 clang 里的概念，opt 里还有 ast 吗？​

6.
后端 llc，没涉及。​

备注：

课程本身上 Clang 10.

Mac 上的 Clang 17、Clang 19，复现本文的 code，情况较好。

Ubuntu 上的 Clang 15，复现不好。

Quick introduction to LLVM

名字缩写：Low Level Virtual Machine

看起来，类似 java 的 virtual machine。实际上，不严谨。

LLVM 更像是 Compilation Infrastructure。体现在 2 点：

1.
基于 LLVM 可以更方便的开发 compiler。典型代表，如下表。​

Introduction to LLVM - 巴西 UFMG 课程笔记​

Introduction to LLVM - 巴西 UFMG 课程笔记