LLVM é um conjunto de ferramentas e bibliotecas que permitem a criação e otimização de compiladores, interpretadores e outros sistemas que manipulam código-fonte. LLVM significa Low Level Virtual Machine, pois originalmente foi projetado para ser uma máquina virtual de baixo nível, capaz de executar código intermediário gerado por diferentes linguagens de programação.
Neste post, vamos explorar alguns conceitos e características do LLVM, como:
– O que é o código intermediário LLVM (LLVM IR)
– Como o LLVM realiza a análise e a otimização do código
– Quais são as principais ferramentas e componentes do LLVM
– Como o LLVM pode ser usado para implementar diferentes linguagens de programação
– Quais são as vantagens e desvantagens do LLVM
– Quais são alguns exemplos de linguagens que usam o LLVM
O código intermediário LLVM (LLVM IR)
O código intermediário LLVM é uma representação abstrata e independente de plataforma do código-fonte, que pode ser gerada por diferentes frontends (compiladores ou interpretadores) para diferentes linguagens de programação. O LLVM IR é composto por instruções básicas, como operações aritméticas, lógicas, de controle de fluxo, de memória, etc., que podem ser executadas por uma máquina virtual ou traduzidas para código nativo por um backend (gerador de código).
O LLVM IR tem algumas características importantes, como:
– É fortemente tipado, ou seja, cada valor tem um tipo definido e as operações só podem ser realizadas entre valores compatíveis.
– É em formato SSA (Static Single Assignment), ou seja, cada variável só pode ser atribuída uma vez e cada uso de uma variável se refere a uma definição única.
– É modular, ou seja, o código é organizado em módulos, que contêm funções, variáveis globais, metadados, etc.
– É textual ou binário, ou seja, pode ser representado em forma de texto legível por humanos ou em forma de bytes compactos.
Um exemplo simples de código em C que calcula o fatorial de um número e seu correspondente código intermediário LLVM em formato textual é:
c
int factorial(int n) {
if (n <= 1) {
return 1;
} else {
return n * factorial(n - 1);
}
}