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先不说LLVM是什么，概念性的资料其实去某度百科(如果可以的话，建议还是去看维基百科或者LLVM官网)都可以找到这四个英文字母组合起来是意思，先说一下为什么要探索这个东西。

对于从事C++和iOS开发的童鞋们一定听说过这个东西，哪怕你不了解，但是听总归是听过的，抛开C++不说，为什么从事iOS开发的童鞋要知道这东西？

什么是编译器，在扩展6特意摘出来写了一下，如果还不知道计算机语言的简要分类和编译器的概念的童鞋，可以看一下。

一、简述什么是LLVM

前言

概念

这里的概念全部引自LLVM官网。

所谓工具链技术，举个栗子 :

概述

LLVM现在是一个项目体系是一套框架系统，在之前，它曾是Low Level Virtual Machine的缩写。

LLVM项目包括了非常多的子项目，包括iOS开发者常见的Clang，LLDB，libc++和libc++ ABI，这都是LLVM的主要子项目。

LLVM虽然包含了这么多编译器作为子项目，但是它本身并不是编译器，也不是编译器后端。

对于LLVM核心(LLVM Core)来说，它是一个编译器基础设施框架。

它提供的是编写编译器所需的一系列的库，例如程序分析、代码优化、机器代码生成等。并且提供了调用这些库的相关工具。也为这些库提供了方便简单的、具备类型的、与平台无关的统一中间代码语言——LLVM IR。

LLVM以C++编写而成，用于优化以任意程序语言编写的 :

• 编译时间 (compile-time)

• 链接时间 (link-time)

• 运行时间 (run-time)

• 空闲时间 (idle-time)

LLVM对开发者保持开放，并且兼容现有的脚本。

二、编译器的设计

在探索LLVM的设计之前，先看一下传统的编译器设计，来比较两者的区别，以及探索LLVM的优势。

1. 传统编译器的设计

如图2.1.0所示

传统的编译器整体流程是 :

1.1 编译器前端(Frontend)

1.2 优化器(Optimizer)

1.3 编译器后端(Backend)/代码生成器(CodeGenerator)

2. iOS的编译器架构

所谓iOS的编译器架构其实就是LLVM编译器架构中的一部分。包括Objective-C、C、C++在内，它们使用的编译器前端都是Clang。而Swift的编译器前端就是Swift。它们的编译器后端则全部都是LLVM Code Generator。

而Clang也只是整个LLVM架构中的一个子项目，属于编译器前端，这个在上面说过。

来看iOS的编译器架构图 :

很明显，iOS的编译器是通过Clang或者Swift来完成词法分析、语法分析、语义分析的步骤，来完成对源代码的错误排查，然后生成抽象语法树(AST)。

这里利用的就是LLVM的前端，和传统编译器的不同点是，Clang不止做完了上述的排查，还会生成一个非常重要的东西——IR。

什么是IR?

那么用语言来描述iOS的编译器架构设计流程就是 :

3. LLVM的设计

LLVM的设计重点和优势 : 面对多种源语言(编译器前端来做)，或者多种硬件架构(编译器后端来做)的情况时，对比传统的编译器例如GCC，优势就是LLVM的IR设计。

由于GCC是以一个整体应用程序设计的，也就是说，如果你的前端源语言或者后端硬件架构，任一一个发生了变化的话，你需要重新设计一整套前端--优化器--后端的编译器。

LLVM的设计图 :

优势 :

• 如果前端出现了新的源语言类型，LLVM只需要针对新语言适配一个IR转换器即可，优化器和后端都不需要进行大的改变，甚至不用改变。

• 如果后端出现了新的硬件架构，LLVM只需要针对新的硬件架构适配一个IR转换器即可，优化器和前端则不需要进行大的改变，甚至不用改变。

三、关于Clang

1. 什么是Clang

内容引自LLVM官网，个人翻译，如有不准确的地方，还请不吝赐教。

2. Clang的概述

3. 一些LLVM或Clang中的名词解释

3.1 词法分析

3.2 语法分析

3.3 语义分析

3.4 抽象语法树

4. iOS中可能遇到的Clang常用指令

这里只说一些iOS中可能常用的Clang指令，如果想要全部的Clang指令集，可以在terminal终端中输入clang --help查看。

如果认为上面的命令查看不方便的，这里还有github版本，内容就是copy的clang --help。

或者可以直接在LLVM官网的Clang Document查询。