LLVM

LLVM (alkuaan ) on ohjelmointikielen kääntäjän kehittämiseen tarkoitettu infrastruktuuri. LLVM-järjestelmän avulla ohjelmakoodille voidaan suorittaa erilaisia optimointeja – käännöksen, linkityksen, ajon tai ohjelman joutenolon aikana. LLVM on julkaistu BSD-lisenssin muunnoksella (University of Illinois/NCSA Open Source License).

LLVM toteuttaa kääntäjien toiminnan keski- ja loppuosan, eli toimenpiteet jotka ovat lähes samoja kaikkien konekieleksi käännettävien ohjelmien osalta. LLVM:n päälle voidaan rakentaa käännösprosessin ”etupää”, eli ohjelmointikielen tulkinta. Kääntäjäohjelma kutsuu LLVM-kirjastoa, joka tuottaa IR-välikielen (). LLVM-infrastruktuuri optimoi välikielen. Loppuvaiheessa välikieli muunnetaan kohdejärjestelmän konekieleksi.

Lyhenne LLVM tarkoitti alun pitäen ”Low Level Virtual Machine”, mutta projektin kasvaessa nimestä luovuttiin ja lyhenne ei nykyisin tarkoita mitään. LLVM on ”kattoprojekti”, jota käytetään keskeisistä komponenteista: välikielestä (LLVM IF) ja sen käsittelystä, debuggerista (LLDB) ja LLVM:n omasta C++-kirjastosta (libc++).

Historia 

LLVM-projekti alkoi vuonna 2003 Illinois'n yliopistossa (Urbana–Champaign).

Nykyisin suurin LLVM:n kehittäjä on Apple; LLVM-järjestelmä onkin keskeinen komponentti uusimpien Mac OS X- ja iOS-järjestelmien kehitystyökaluissa. Myös Sony käyttää LLVM:ää PlayStation 4 -kehitysympäristössä. Microsoft tarjoaa Clang-kääntäjän optiona Visual Studiossa.

Monet Linux-jakelut tukevat LLVM:ää, useimmiten rinnakkaisena vaihtoehtona GCC:lle. Useimmat Linux-jakelut eivät ole siirtyneet GCC:stä Clang-kääntäjään, koska Linux-ytimen kääntäminen vaatii käytännössä GCC:n. Google tukee Clang-kääntäjän kehittämistä Linux-ytimen käännökseen vaihtoehtona GCC:lle. Vastaavasti esimerkiksi FreeBSD käyttää monilla alustoilla Clangia pääasiallisena kääntäjänään.

LLVM-pohjaiset kääntäjät 

LLVM oli aluksi suunniteltu GCC:n loppuvaiheiden korvaajaksi, joten monia GCC-pohjaisia kääntäjien etupäitä on muunnettu LLVM-pohjaisiksi. Monia kääntäjiä on kehitetty tukemaan suoraan LLVM-infrastruktuuria.

Clang 

Clang on LLVM-projektin oma C/C++/Objective-C -kääntäjä etupää (front-end).

Clang on tuettu Applen Xcode kehitysympäristössä.

Clang sisältää staattisen analyysin tuen.

DragonEgg 

GCC:lle on kehitetty laajennos nimeltä DragonEgg, jonka avulla GCC voi tuottaa LLVM-välikieltä. GCC:tä käytetään vain käännösprosessin etupäänä.

Emscripten 

Emscripten tuottaa LLVM:n avulla JavaScript-koodia WebAssembly-alustalle (aikaisemmin WebAssemblyn edeltäjälle asm.js). WebAssembly on uusimpien selaimien tukema JavaScript-laajennos, jonka avulla JavaScript-ohjelmat voivat toimia lähes yhtä tehokkaasti kuin natiivit ohjelmistot, ja voivat käyttää HTML5:n tarjoamia selainominaisuuksia, kuten 2D/3D-grafiikkaa ja ääntä. Emscriptenin avulla C- tai C++ -ohjelmistoja voidaan kääntää suoraan selaimissa toimiviksi. Monia C/C++ -kirjastoja on sovitettu toimivaksi Emscriptenin kanssa.

Laajamittaisimmat Emscripteniin pohjautuvat projekti ovat Internet Archiven tukemat JSMESS- ja DOSBox -projektit, joiden avulla erilaisia vanhoja ohjelmistoja ja pelejä voidaan emuloida suoraan selaimissa.

Flang 

Flang on Fortran-kielen etupää (front-end), joka julkaistu versiossa 11.0. Tuki on vielä kokeellinen.

Rust 

Rust on ohjelmointikieli, jonka referenssikääntäjän (rustc) kehittäminen alkoi alusta alkaen LLVM:n päällä.

Alustatuki 

Tuettuja käyttöjärjestelmiä ovat:
 Linux
 Windows
 Mac OS
 iOS

Tuettuja suoritinarkkitehtuureja ovat:
 ARM
 x86
 x86-64
 MIPS
 POWER/PowerPC
 SPARC
 Alpha
 System z
 MSP430
 XCore

Lähteet

Aiheesta muualla 
 LLVM projektin viralliset sivut 
 Linux Foundationin projekti 

Ohjelmointikielen kääntäjät
C-kielen kääntäjät
Staattisen analyysin työkaluohjelmat