从构想到现实：探索 LLVM 中 BOLT 编译器的创建

BOLT 编译器的诞生是一段引人入胜的旅程，揭示了编程语言创建的复杂性和令人着迷的过程。在这一系列文章的第 8 部分中，我们将深入探讨 LLVM 中 BOLT 编译器的创建过程，深入了解构建一个全新的编程语言所需的步骤和挑战。

在 BOLT 编译器开发的早期阶段，团队决定采用 LLVM 作为编译器基础设施。LLVM 是一个模块化且可重用的编译器框架，为构建各种编程语言的编译器提供了坚实的基础。

构建一个新的编程语言

创建 BOLT 编程语言涉及设计语法、语义和类型系统。语法定义了语言的结构和规则，语义了语言中表达式的含义，而类型系统定义了语言中的数据类型的行为。

BOLT 团队首先设计了一种简洁而强大的语法，允许开发者轻松表达他们的想法。他们还为语言定义了精确的语义，以确保程序的行为可预测且正确。

实现 LLVM 前端

LLVM 前端是编译器的一部分，负责将源代码转换为 LLVM 中间表示 (IR)。该过程涉及将 BOLT 代码解析成抽象语法树 (AST)，然后将 AST 转换为 LLVM IR。

BOLT 团队使用 OCamlLex 和 Menhir 等工具构建了 LLVM 前端。OCamlLex 负责词法分析，将源代码分解成标记，而 Menhir 负责语法分析，将标记转换为 AST。

集成类型系统

类型系统是 BOLT 编译器的核心部分，用于确保程序的类型安全。类型系统定义了语言中不同数据类型的行为，并防止对不兼容类型的值进行操作。

BOLT 团队为 LLVM IR 引入了类型元数据，允许他们使用 LLVM 的优化器来执行类型检查和类型推断。这提供了高效且可扩展的类型安全实现。

创建后端和运行时

后端是编译器的一部分，负责将 LLVM IR 转换为目标机器代码。BOLT 团队为不同的目标平台创建了后端，包括 x86-64 和 ARM。

除了后端之外，BOLT 编译器还包括一个运行时，用于管理内存和执行 BOLT 程序。运行时提供了一个稳定的环境，使 BOLT 程序可以在各种平台上运行。

结论

构建 BOLT 编译器是一项复杂且艰巨的任务，但 LLVM 的力量和模块性使整个过程成为可能。通过将 LLVM 作为基础，BOLT 团队能够专注于语言设计和语义，同时依靠 LLVM 提供优化和代码生成基础设施。

BOLT 编译器的创建之旅是一个鼓舞人心的故事，展示了编程语言创建的艺术和科学。它突出了 LLVM 在现代编译器设计中的关键作用，并为想要探索编程语言创建的开发人员提供了有价值的见解。

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