LLVM编译系统后端移植分析与ARM实现

"LLVM编译系统结构分析与后端移植——董峰硕士论文" 这篇由董峰撰写的硕士论文详细探讨了LLVM编译系统及其后端移植过程，特别是针对ARM处理器的移植。LLVM（Low Level Virtual Machine）是一个开源的编译器基础设施，由美国伊利诺伊大学开发，其设计目标是提供一个可重用的中间表示（IR），以及高效且灵活的编译器工具链。 LLVM系统主要由以下几个部分组成： 1. **前端（Frontend）**: 这部分负责将源代码（如C、C++、Objective-C等）转换为LLVM IR，这是一种高级的、静态类型的中间表示。前端包含了语法分析、语义分析和优化。 2. **中间表示（IR，Intermediate Representation）**: LLVM IR是LLVM的核心，它允许编译器进行跨语言的优化，并且独立于任何特定的输入语言或输出架构。 3. **代码生成器（Code Generator）**: 代码生成器将LLVM IR转换为目标架构的机器码。这部分涉及到后端移植，包括寄存器分配、指令选择、布局优化等。 4. **优化器（Optimizer）**: 提供了一系列的 passes 对IR进行优化，例如死代码消除、常量折叠、循环展开等。 5. **目标库（Target Libraries）**: 包含了特定架构所需的运行时支持，如浮点运算库、内存管理等。 论文重点分析了LLVM的后端移植机制，具体包括： - **寄存器描述（Register Descriptions）**: 定义目标架构的寄存器集，包括它们的大小、用途和限制，这对于有效的寄存器分配至关重要。 - **指令集描述（Instruction Set Descriptions）**: 描述目标架构的指令集架构（ISA），包括每条指令的操作、编码格式和行为。 - **汇编输出（Assembly Output）**: 汇编阶段将机器码转换为人类可读的汇编语言格式，便于调试和手动调整。 在论文中，作者详细阐述了将LLVM编译系统后端移植到ARM处理器的过程，包括理解ARM架构的特性、构建适当的寄存器模型、映射LLVM IR到ARM指令集、实现汇编代码生成等步骤。通过这些工作，最终实现了LLVM对ARM处理器的全面支持。 关键词：LLVM，编译器，ARM，后端移植 这篇论文对于理解LLVM编译框架的内部运作机制，尤其是如何针对新的硬件架构进行编译器后端的开发和移植，具有很高的参考价值。对于那些从事编译器开发、优化或希望为新硬件平台提供编译支持的研究者和工程师来说，是一份宝贵的资源。