LLVM编译器的基础知识
1.LLVM编译器是什么？
LLVM是 Illinois 大学发起的一个开源项目，LLVM 是 Low Level Virtual Machine （低级虚拟机）的简称，这个库提供了与编译器相关的支持，可以作为多种语言编译器的后台来使用。能够进行程序语言的编译期优化、链接优化、在线编译优化、代码生成。LLVM的项目是一个模块化和可重复使用的编译器和工具技术的集合。
2.框架结构
（1）不同的前端后端使用统一的中间代码LLVM Intermediate Representation (LLVM IR)
（2）如果需要支持一种新的编程语言，那么只需要实现一个新的前端
（3）如果需要支持一种新的硬件设备，那么只需要实现一个新的后端
（4）优化阶段是一个通用的阶段，它针对的是统一的LLVM IR，不论是支持新的编程语言，还是支持新的硬件设备，都不需要对优化阶段做修改
（5）相比之下，GCC的前端和后端没分得太开，前端后端耦合在了一起。所以GCC为了支持一门新的语言，或者为了支持一个新的目标平台，就 变得特别困难
（6）LLVM现在被作为实现各种静态和运行时编译语言的通用基础结构(GCC家族、Java、.NET、Python、Ruby、Scheme、Haskell、D等)
3.什么是Clang
LLVM项目的一个子项目，基于LLVM架构的C/C++/Objective-C编译器前端
相比于GCC，Clang具有如下优点
编译速度快:在某些平台上，Clang的编译速度显著的快过GCC(Debug模式下编译>OC速度比GGC快3倍)
占用内存小:Clang生成的AST所占用的内存是GCC的五分之一左右
模块化设计:Clang采用基于库的模块化设计，易于 IDE 集成及其他用途的重用
诊断信息可读性强:在编译过程中，Clang 创建并保留了大量详细的元数据 >(metadata)，有利于调试和错误报告
设计清晰简单，容易理解，易于扩展增强
编译过程：
源代码（c/c++）经过clang--> 中间代码(经过一系列的优化，优化用的是Pass) --> 机器码
4.LLVM与Clang的关系
对应到这个图2中，可以非常明确的找出它们的对应关系。LLVM与Clang是C/C++编译器套件。对于整个LLVM的框架来说，包含了Clang，因为Clang是LLVM的框架的一部分，是它的一个C/C++的前端。Clang使用了LLVM中的一些功能，目前知道的就是针对中间格式代码的优化，或许还有一部分生成代码的功能。从源代码角度来讲，clang是基于LLVM的一个工具。而功能的角度来说，LLVM可以认为是一个编译器的后端，而clang是一个编译器的前端，他们的关系更加的明了，一个编译器前端想要程序最终变成可执行文件，是缺少不了对编译器后端的介绍的。
5.LLVM编译流程
LLVM编译一个源文件的过程：预处理 -> 词法分析 -> Token -> 语法分析 -> AST -> 代码生成 -> LLVM IR -> 优化 -> 生成汇编代码 -> Link -> 目标文件
完全需要我们手工，或者依靠其他工具如lex, yacc来做的事情，是从源代码到token的词法分析和从token到AST的语法分析；词法分析的输出是将源代码解析成一个个的token。这些token就是有类型和值的一些小单元，比如是关键字，还是数字，还是标识符，从AST转LLVM开始，LLVM就开始提供一系列的工具帮助我们快速开发。从IR(中间指令代码)到DAG(有向无环图)再到机器指令，针对常用的平台，LLVM有完善的后端。也就是说，我们只要完成了到IR这一步，后面的工作我们就享有和Clang一样的先进生产力了。
