第一章: 理解 LLVM

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于 2024-01-25 00:10:31 首次发布

本文讨论了JavaScript的性能问题，特别是由于引擎差异和动态类型导致的不可预测性，以及大文件加载带来的包大小问题。介绍了WebAssembly作为解决之道，强调了LLVM在编译优化中的作用，以及如何通过LLVM和Emscripten将C/C++编译为WebAssembly以提升性能。

JavaScript 是最受欢迎的编程语言之一。然而，JavaScript 有两个主要缺点：

性能不可预测

JavaScript 在 JavaScript 引擎提供的环境和运行时中执行。有各种各样的 JavaScript 引擎（V8、WebKit 和 Gecko）。它们都是不同构建的，并以不同的方式运行相同的 JavaScript 代码。再加上，JavaScript 是动态类型的。这意味着 JavaScript 引擎在执行 JavaScript 代码时需要猜测类型。这些因素导致了 JavaScript 执行的性能不可预测。对一种类型的 JavaScript 引擎的优化可能会在其他类型的 JavaScript 引擎上产生不良的副作用。这导致了性能的不可预测性。
包大小

JavaScript 引擎在下载整个 JavaScript 文件之前都会等待，然后才开始解析和执行。JavaScript 文件越大，等待时间就越长。这会降低应用程序的性能。像 webpack 这样的打包工具有助于最小化包大小。但当你的应用程序增长时，包大小呈指数级增长。

有没有一种工具既提供原生性能，又有更小的大小？是的，WebAssembly。

WebAssembly 是 web 和节点开发的未来。WebAssembly 是静态类型的且预编译的，因此它比 JavaScript 提供更好的性能。二进制的预编译提供了生成微小二进制包的选项。WebAssembly 允许像 Rust、C 和 C++ 这样的语言被编译成在 JavaScript 引擎中与 JavaScript 一起运行的二进制代码。所有 WebAssembly 编译器都在底层使用 LLVM 将原生代码转换成 WebAssembly 二进制代码。因此，了解 LLVM 是什么以及它如何工作是很重要的。

在本章中，我们将学习编译器的各种组件是什么以及它们是如何工作的。然后，我们将探索 LLVM 是什么以及它如何帮助编译语言。最后，我们将看到 LLVM 编译器是如何编译原生代码的。我们将在本章中涵盖以下主题：

理解编译器
探索 LLVM
LLVM 实战

技术要求

我们将使用 Clang，这是一个将 C/C++ 代码编译成原生代码的编译器。

对于 Linux 和 Mac 用户，Clang 应该是开箱即用的。

对于 Windows 用户，可以从以下链接安装 Clang：(https://llvm.org/docs/GettingStarted.html?highlight=installing clang windows#getting-the-source-code-and-building-llvm) 来安装 Clang。