LLVM | 만화로 나누는 자유/오픈소스 소프트웨어 이야기

1편에서 이어집니다.

LLVM 공개

크리스 래트너는 오랜 연구 끝에 2003년 LLVM(low level virtual machine)을 공개한다.

(참고로, 아래 발표는 논문 내용을 기반으로 구성한 것임을 알립니다.)

“안녕하세요. LLVM 프로젝트를 소개합니다. LLVM은 컴파일러의 프런트엔드와 백엔드를 개발하는데 필요한 기능을 제공하는 컴파일 인프라스트럭처입니다.”

“기본적으로 프런트엔드에서 다양한 언어를 지원할 수 있고, 프런트엔드에서 처리된 결과가 언어에 독립적인 중간 표현(intermediate representation )으로 나옵니다.”

“이를 옵티마이저에서 최적화 하기 때문에 모든 프런트엔드가 같은 옵티마이저를 공유할 수 있습니다.”

“백엔드에서는 다양한 컴퓨터 아키텍처를 지원합니다.”

“기본적으로 프런트엔드만 구현하면 옵티마이저, 백엔드는 그대로 공유할 수 있습니다.”

“중간 표현이 무엇입니까? 좀 더 자세히 설명해줄 수 있나요?”

“중간 표현은 어셈블리어와 비슷한 저수준 프로그래밍 언어라고 할 수 있습니다. 특정 아키텍처를 표현한 것이 아니라 CPU 명령어 세부 사항을 추상화하여 타입이 있는 RISC 명령어(Reduced Instruction Set Computing) 셋으로 표현하였습니다.”

“LLVM은 가상머신에도 사용할 수 있나요?”

“물론입니다. 중간 표현을 VM이나 인터프리터가 실행할 수 있기 때문에 LLVM은 GCC와 같은 정적 컴파일러가 지원하지 못한 가상머신과 인터프리터 방식의 언어도 지원할 수 있습니다.”

“그러면 중간 표현의 예를 간단한 데모와 함께 보여드리겠습니다.”

@.str = internal constant [14 x i8] c”hello, world\0A\00″

declare i32 @printf(i8*, …)

define i32 @main(i32 %argc, i8** %argv) nounwind {

entry:

%tmp1 = getelementptr [14 x i8], [14 x i8]* @.str, i32 0, i32 0

%tmp2 = call i32 (i8*, …) @printf( i8* %tmp1 ) nounwind

ret i32 0

}

“먼저 LLVM 인터프리터로 위 중간 표현 코드를 실행해보겠습니다.”

$ lli hello.ll

hello, world

“어떠한 파일을 생성하지 않고 바로 중간 표현 코드를 실행해서 hello, world라는 문자열을 출력합니다.”

“이제는 중간표현 코드를 컴파일해서 오브젝트 코드를 생성하고 실행 파일을 만드는 과정입니다.”

$ llvm-as hello.ll && llc –filetype obj hello.bc && clang -o hello hello.o

$ ls

hello hello.bc hello.ll hello.o README.md

$ ./hello

hello, world

(참고로 초기에는 GCC 프런트엔드를 C/C++ 컴파일러로 사용했고, clang은 나중에 애플에서 개발)

“LLVM 인터프리터나 컴파일러를 이용해서 실행 파일로 만든 후 위와 같이 실행할 수 있습니다.”

“LLVM은 오픈소스로 공개되어 있습니다. LLVM으로 여러분이 만들어고 싶은 컴퓨터 언어의 프런트엔드만 만들면 나머지는 이미 있는 LLVM에서 제공하는 기능으로 쉽게 컴파일러를 만들 수 있습니다.

“컴파일러 최적화에 관심있는 분은 중간단계에서 여러가지 최적화 방법을 실험해 볼 수 있습니다.”

“특정 CPU의 아키텍처에 최적화된 컴파일러를 지원하고 싶은 분은 백엔드에서 특정 아키텍처 만의 기능을 활성화하여 프로그램 실행 속도를 높일 수 있습니다.”

“모든 단계는 별도의 컴포넌트로 여러분의 프로그램에 쉽게 임베딩할 수 있습니다. 정적 분석(static analysis)에 LLVM을 활용해보세요.”

Apple에서 LLVM 개발 지속

“GCC 프로젝트에서 Objective-C가 그렇게 중요하지 않으니 우리가 수정한 코드를 반영하는데, 시간이 많이 걸립니다. 더욱 큰 문제는 iPhone에서는 서명된 앱만 실행할 수 있는데, 이는 앱 바이너리 수정을 막기 때문에 GPL3라이선스와 충돌이 일어납니다. 결국, 우리만의 컴파일러가 필요합니다.[10]”