LLVM新手入门：万花筒语言教程

"20200905-Kaleidoscope（第七期）-孙少策.pdf" 这篇文档是关于Kaleidoscope编程语言的 LLVM 新手入门教程，由孙少策分享。Kaleidoscope 是一个简单的玩具语言，常用于演示如何构建编译器前端和LLVM后端。LLVM是一个开源的编译器基础设施项目，提供了一套模块化的、高度可重用的编译器和工具链技术。 在教程中，作者首先介绍了如何定义和实现一个基本的乘法运算符（`mul`）。这里展示了LLVM IR（Intermediate Representation）代码，这是LLVM编译器内部使用的中间表示。IR代码如下： ```llvm @mul(double %x, double %y) { entry: %y2 = alloca double, align 8 %x1 = alloca double, align 8 store double %x, double* %x1, align 8 store double %y, double* %y2, align 8 %x3 = load double, double* %x1, align 8 %y4 = load double, double* %y2, align 8 %multmp = fmul double %x3, %y4 ret double %multmp } ``` 这段代码定义了一个名为`mul`的函数，它接受两个双精度浮点数（`double`类型）作为参数，并返回它们的乘积。通过`alloca`指令分配内存，然后使用`store`指令存储参数值，接着使用`load`指令读取这些值，最后通过`fmul`指令进行浮点数乘法，并返回结果。 文档还展示了如何使用Clang编译器将C++源代码与生成的LLVM IR代码链接，创建并运行一个可执行程序。例如，`test.cpp`包含了调用`mul`函数的C++代码，而`output.o`是`mul`函数的LLVM IR编译结果。编译和链接过程如下： 1. 使用`clang++ -c test.cpp -o test.o` 编译`test.cpp`，生成未链接的目标文件`test.o`。 2. 使用`clang++ test.o output.o -o test` 链接`test.o`和`output.o`，生成可执行文件`test`。 3. 运行`./test`启动程序，用户可以输入两个数字并看到它们的乘积。 此外，文档还提到了其他LLVM相关的头文件，如`InstCombine`、`Scalar`和`GVN`等，这些都是LLVM优化框架的一部分。`InstCombine`包含了一系列用于合并和简化IR指令的工具，`Scalar`和`GVN`(Global Value Numbering)则涉及更高级的优化，如死代码消除、常量折叠、公共子表达式消除等。这些优化技术能够提高编译后代码的性能。 这篇文档提供了LLVM新手入门的指导，包括了自定义语言的编译到LLVM IR的过程，以及如何将IR代码与C++代码结合，创建完整的可执行程序。同时，还暗示了LLVM的优化能力，这对于理解LLVM编译器基础设施和开发自己的编译器或工具链非常有帮助。