LLVM位代码跨平台

Question

为了确认一下：LLVM位码是否跨平台？也就是说，生成的IR（".bc"）文件是否可以在各种平台上进行分发和解释/JIT编译？

如果是这样的话，Clang如何将C++转换为平台无关的代码？在C++语言本身中，在实际编译之前使用预处理器来确定其目标平台。

- Tim

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如果对象完全是自包含的，它可以在不同的平台上进行解释。但由于ABI不同，它将很难使用系统的其余部分。 - Marc Glisse

我认为http://llvm.org/docs/LangRef.html将完全独立于平台。你所说的“使用系统的其余部分很困难”是什么意思？ - Tim

@Tim - 这段代码会使用任何操作系统调用吗？它们的可移植性如何？ - Bo Persson

@BoPersson 嗯，我认为C++标准库使用操作系统调用。 - Tim

这听起来像是谷歌的PNaCl项目，它使用LLVM位码作为与架构无关的本地客户端可执行文件，其想法是分发（不受信任的）位码，对其进行即时编译并在Web浏览器内运行，而不考虑处理器类型。【PNaCl论文】解释了其中涉及的许多问题。您可能还对他们的【位码ABI】的具体细节感兴趣。 - willglynn

Answer 1

LLVM IR可以跨平台，除了其他人已经列出的明显例外。然而，这并不意味着Clang生成跨平台代码。正如您所指出的，预处理器几乎普遍用于仅将代码的部分传递给C/C++编译器，具体取决于平台。即使在用户代码中没有这样做，许多系统头文件也包括一些特定于平台的位或两个，例如typedef。例如，如果您在使用size_t编译C代码时将其转换为LLVM IR，并且在size_t为32位的平台上进行编译，则LLVM IR现在使用i32，您无法通过逆向工程来修复它。

谷歌的可移植本地客户端项目（感谢@willglynn提供的链接），如果我理解正确，通过为所有目标平台固定ABI来实现可移植性。因此，在这个意义上，它并没有解决前面提到的问题：LLVM IR在具有不同ABI的平台上不可移植。之所以更具可移植性，仅仅是因为客户端提供了一个层，将PNaCl ABI与实际ABI匹配。换句话说，PNaCl代码对许多平台都不可移植，“PNaCl VM”才是。

因此，底线是：如果你非常小心，可以在多个平台上使用LLVM IR，但是需要进行重要的额外工作（Clang不会做）来抽象出ABI差异。

- user395760

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可移植本地客户端的链接返回404。 - John Doe

在此处了解更多关于Google的本地客户端的信息：https://static.googleusercontent.com/media/research.google.com/en//pubs/archive/34913.pdf - Hải Phạm Lê

@JohnDoe 晚来了一步，但是这项技术现在已经从Chrome中删除了：https://en.wikipedia.org/wiki/Google_Native_Client - Per Lundberg

Answer 2

给定一个IR文件，我能确定它能编译到我的目标吗？

您不能假设任意的IR文件都是跨平台的，因为在给定的文件中可能存在一些不是平台无关的内容。最显著的例子是IR可以包含实际的汇编序列（通过module-level或inline汇编段），但还有其他例子 - 例如使用仅在某些目标上支持的特定于目标的内部函数或调用约定。

我能生成一个保证在所有目标上编译的IR文件吗？

我不知道，但我相信你可以，特别是如果你避免指定像内联汇编、调用约定、类型所需/首选ABI等这样的东西。不过这可能会影响编译器执行的优化。

- Oak