LLVMについて調べた

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1. LLVM について調べた 2017/03/23 oyuk(@oydku)
2. 自己紹介 oyuk(@oydku) プログラマ
3. LLVM とは？ C++ で書かれたコンパイラ基盤 コンパイラを作るためのフレー ムワー ク
4. コンパイラの基本的な構造 Frontend 字句解析、 構文解析、 意味解析 Optimizer 冗長性除去、 定数畳み込み等 Backend ‑ 命令生成
5. LLVM のアレ LLVM はOptimizer とBackend を担当 Frontend は独自に実装できる(Clang が有名？) LLVM‑IR(LLVM 中間言語) がFrontend とLLVM のインター フェー ス
6. LLVM‑IR 作り方(C 言語) holloworld.c を書く # i n c l u d e < s t d i o . h > i n t m a i n ( ) { p r i n t f ( " H e l l o , w o r l d ! \ n " ) ; r e t u r n 0 ; }
7. LLVM‑IM コマンドを実行する c l a n g ‐ S ‐ e m i t ‐ l l v m ‐ o h e l l o w o r l d . l l h e l l o w o r l d . c
8. LLVM‑IM helloworld.ll 出来る（ 一部抜粋) これがLLVM‑IR @ . s t r = p r i v a t e u n n a m e d _ a d d r c o n s t a n t [ 1 5 x i 8 ] c " H e l l o , w o r l d ! \ 0 A \ 0 0 ; F u n c t i o n A t t r s : n o u n w i n d s s p u w t a b l e d e f i n e i 3 2 @ m a i n ( ) # 0 { % 1 = a l l o c a i 3 2 , a l i g n 4 s t o r e i 3 2 0 , i 3 2 * % 1 , a l i g n 4 % 2 = c a l l i 3 2 ( i 8 * , . . . ) @ p r i n t f ( i 8 * g e t e l e m e n t p t r i n b o u n d s ( [ r e t i 3 2 0 }
9. LLVM‑IR helloworld.ll からbitcode を作る helloworld.bc ができる LLVM‑IR をバイナリに置き換えたようなアレ l l v m ‐ a s h e l l o w o r l d . l l
10. LLVM‑IR helloworld すっぞ $ l l i H e l l o w o r l d . b c H e l l o , w o r l d !
11. LLVM‑IR をどうやって作る？ LLVM‑IR を作るAPI が提供されている c++ でhelloworld してみる
12. LLVM‑IR の構造 Module Function BasicBlock Instruction
13. LLVM‑IR の構造 Module 翻訳する1 つの単位 Function いわゆる関数 BasicBlock Instruction をまとめたもの Instruction 命令
14. 作るもの詳細 LLVM のputs という関数（c 言語の関数？） を呼んでhelloworld を標 準出力に出力する puts 関数 引数に8bit のinteger を指すポインタ 返り値が32bit のinteger
15. Module top って名前のModule 作る s t d : : u n i q u e _ p t r < l l v m : : M o d u l e > T h e M o d u l e = l l v m : : m a k e _ u n i q u e < l l v m : : M o d u l e > ( " t o p " , T h e C o n t e x t ) ;
16. Functin main という関数を作る l l v m : : F u n c t i o n T y p e * f u n c T y p e = F u n c t i o n T y p e : : g e t ( b u i l d e r . g e t V o i d T y ( ) , f a l s e ) ; l l v m : : F u n c t i o n * m a i n F u n c = l l v m : : F u n c t i o n : : C r e a t e ( f u n c T y p e , l l v m : : F u n c t i o n : : E x t e r n a l L i n k a g e , " m a i n " , T h e M o d u l e . g e t ( ) ) ;
17. BasicBlock entry というBasicBlock をmain 関数内に作る 命令の挿入位置をentry に設定する B a s i c B l o c k * e n t r y = l l v m : : B a s i c B l o c k : : C r e a t e ( T h e C o n t e x t , " e n t r y " , m a i n F u n c ) ; b u i l d e r . S e t I n s e r t P o i n t ( e n t r y ) ;
18. Instruction helloworld の文字列をグロー バルに宣言する。 何でグロー バルかは わかってないお l l v m : : V a l u e * h e l l o W o r l d = b u i l d e r . C r e a t e G l o b a l S t r i n g P t r ( " h e l l o w o r l d ! \ n " ) ;
19. Instruction2 p u t s の引数を設定する 8bit のInteger のポインタを設定 s t d : : v e c t o r < l l v m : : T y p e * > p u t s A r g s ; p u t s A r g s . p u s h _ b a c k ( b u i l d e r . g e t I n t 8 T y ( ) ‐ > g e t P o i n t e r T o ( ) ) ; l l v m : : A r r a y R e f < l l v m : : T y p e * > a r g s R e f ( p u t s A r g s ) ;
20. Instruction3 p u t s の引数と返り値を設定する F u n c t i o n T y p e : : g e t 第一引数が戻り値の型 第二引数が引数の型のベクタ 第三引数が可変長引数であるかのbool l l v m : : F u n c t i o n T y p e * p u t s T y p e = l l v m : : F u n c t i o n T y p e : : g e t ( b u i l d e r . g e t I n t 3 2 T y ( ) , a r g s R e f , f a l s e ) ; l l v m : : C o n s t a n t * p u t s F u n c = T h e M o d u l e ‐ > g e t O r I n s e r t F u n c t i o n ( " p u t s " , p u t s T y p e ) ;
21. Instruction4 p u t s する命令にhelloworld 文字列定数を渡してあげてcall する b u i l d e r . C r e a t e C a l l ( p u t s F u n c , h e l l o W o r l d ) ;
22. LLVM‑IR を出力 l l v m ‐ g + + ` l l v m ‐ c o n f i g ‐ ‐ c x x f l a g s ‐ ‐ l d f l a g s ‐ ‐ l i b s ‐ ‐ s y s t e m ‐ l i b s ` $ . / a . o u t ; M o d u l e I D = ' t o p ' s o u r c e _ f i l e n a m e = " t o p " @ 0 = p r i v a t e u n n a m e d _ a d d r c o n s t a n t [ 1 4 x i 8 ] c " h e l l o w o r l d ! \ 0 A \ 0 0 " d e f i n e v o i d @ m a i n ( ) { e n t r y : % 0 = c a l l i 3 2 @ p u t s ( i 8 * g e t e l e m e n t p t r i n b o u n d s ( [ 1 4 x i 8 ] , [ 1 4 r e t v o i d } d e c l a r e i 3 2 @ p u t s ( i 8 * )
23. helloworld! . / a . o u t をの出力を h e l l o w o r l d . l l にして $ l l v m ‐ a s h e l l o w o r l d . l l $ l l i h e l l o w o r l d . b c h e l l o w o r l d !
24. 参考資料、 参照画像 きつねさんでもわかるLLVM http://www.aosabook.org/en/llvm.html https://pauladamsmith.com/blog/2015/01/how‑to‑get‑started‑ with‑llvm‑c‑api.html http://d.hatena.ne.jp/snaka72/20111206/1323189516 http://qiita.com/gamako/items/f37dbb05de9d3832ce6b https://www.ibm.com/developerworks/jp/opensource/library/os‑ createcompilerllvm1/ https://www.cs.cornell.edu/~asampson/blog/llvm.html