docs/LLVMVsTheWorld.html

   1 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN"
   2                       "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
   3 <html>
   4 <head>
   5   <link rel="stylesheet" href="llvm.css" type="text/css">
   6   <title>LLVM vs. the World - Comparing Compilers to Compilers</title>
   7 </head>
   8
   9 <body>
  10
  11 <div class="doc_title">
  12   LLVM vs. the World - Comparing Compilers to Compilers
  13 </div>
  14
  15 <ol>
  16   <li><a href="#introduction">Introduction</a></li>
  17   <li><a href="#generalapplicability">General Applicability</a></li>
  18   <li><a href="#typesystem">Type System</a></li>
  19   <li><a href="#dataflowinformation">Control-flow and Data-flow Information</a></li>
  20   <li><a href="#registers">Registers</a></li>
  21   <li><a href="#programmerinterface">Programmer Interface</a></li>
  22   <li><a href="#codeemission">Machine Code Emission</a></li>
  23 </ol>
  24
  25 <div class="doc_text">
  26   <p><b>Written by Brian R. Gaeke</b></p>
  27 </div>
  28
  29 <!-- *********************************************************************** -->
  30 <div class="doc_section">
  31   <a name="introduction">Introduction</a>
  32 </div>
  33 <!-- *********************************************************************** -->
  34
  35 <div class="doc_text">
  36 <p>Whether you are a stranger to LLVM or not, and whether you are considering
  37 using it for your projects or not, you may find it useful to understand how we
  38 compare ourselves to other well-known compilers. The following list of points
  39 should help you understand -- from our point of view -- the way we see LLVM as
  40 being better than and/or different from a few other selected compilers and code
  41 generation systems.</p>
  42
  43 <p>At the moment, we only compare ourselves below to <a
  44 href="http://gcc.gnu.org/">GCC</a> and <a
  45 href="http://www.gnu.org/software/lightning/">GNU lightning</a>, but we will try
  46 to revise and expand it as our knowledge and experience permit. Contributions are
  47 welcome.</p>
  48 </div>
  49
  50 <!-- *********************************************************************** -->
  51 <div class="doc_section">
  52   <a name="generalapplicability">General Applicability</a>
  53 </div>
  54 <!-- *********************************************************************** -->
  55
  56 <div class="doc_text">
  57 <p>GNU lightning: Only currently usable for dynamic runtime emission of binary
  58 machine code to memory. Supports one backend at a time.</p>
  59
  60 <p>LLVM: Supports compilation of C and C++ (with more languages coming soon),
  61 strong SSA-based optimization at compile-time, link-time, run-time, and
  62 off-line, and multiple platform backends with Just-in-Time and ahead-of-time
  63 compilation frameworks. (See our tech report on <a
  64 href="http://llvm.cs.uiuc.edu/pubs/2003-09-30-LifelongOptimizationTR.html">Lifelong
  65 Code Optimization</a> for more.)</p>
  66
  67 <p>GCC: Many relatively mature platform backends support assembly-language code
  68 generation from many source languages. No run-time compilation
  69 support. Relatively weak optimization support.</p>
  70 </div>
  71
  72 <!-- *********************************************************************** -->
  73 <div class="doc_section">
  74   <a name="typesystem">Type System</a>
  75 </div>
  76 <!-- *********************************************************************** -->
  77
  78 <div class="doc_text">
  79 <p>GNU lightning: C integer types and "void *" are supported. No type checking
  80 is performed. Explicit type casts are not typically necessary unless the
  81 underlying machine-specific types are distinct (e.g., sign- or zero-extension is
  82 apparently necessary, but casting "int" to "void *" would not be.) No floating
  83 point (?!)</p>
  84
  85 <p>LLVM: Compositional type system based on C types, supporting structures,
  86 opaque types, and C integer and floating point types.</p>
  87
  88 <p>GCC: Union of high-level types including those used in Pascal, C, C++, Ada,
  89 Java, and FORTRAN.</p>
  90 </div>
  91
  92 <!-- *********************************************************************** -->
  93 <div class="doc_section">
  94   <a name="dataflowinformation">Control-flow and Data-flow Information</a>
  95 </div>
  96 <!-- *********************************************************************** -->
  97
  98 <div class="doc_text">
  99 <p>GNU lightning: No data-flow information encoded in the generated program. No
 100 support for calculating CFG or def-use chains over generated programs.</p>
 101
 102 <p>LLVM: Scalar values in Static Single-Assignment form; def-use chains and CFG
 103 always implicitly available and automatically kept up to date.</p>
 104
 105 <p>GCC: Trees and RTL do not directly encode data-flow info; but def-use chains
 106 and CFGs can be calculated on the side. They are not automatically kept up to
 107 date.</p>
 108 </div>
 109
 110 <!-- *********************************************************************** -->
 111 <div class="doc_section">
 112   <a name="registers">Registers</a>
 113 </div>
 114 <!-- *********************************************************************** -->
 115
 116 <div class="doc_text">
 117 <p>GNU lightning: Very small fixed register set -- it takes the least common
 118 denominator of supported platforms; basically it inherits its tiny register set
 119 from IA-32, unnecessarily crippling targets like PowerPC with a large register
 120 set.</p>
 121
 122 <p>LLVM: An infinite register set, reduced to a particular platform's finite
 123 register set by register allocator.</p>
 124
 125 <p>GCC: Trees and RTL provide an arbitrarily large set of values.  Reduced to a
 126 particular platform's finite register set by register allocator.</p>
 127 </div>
 128
 129 <!-- *********************************************************************** -->
 130 <div class="doc_section">
 131   <a name="programmerinterface">Programmer Interface</a>
 132 </div>
 133 <!-- *********************************************************************** -->
 134
 135 <div class="doc_text">
 136 <p>GNU lightning: Library interface based on C preprocessor macros that emit
 137 binary code for a particular instruction to memory. No support for manipulating
 138 code before emission.</p>
 139
 140 <p>LLVM: Library interface based on classes representing platform-independent
 141 intermediate code (Instruction) and platform-dependent code (MachineInstr) which
 142 can be manipulated arbitrarily and then emitted to memory.</p>
 143
 144 <p>GCC: Internal header file interface (tree.h) to abstract syntax trees,
 145 representing roughly the union of all possible supported source-language
 146 constructs; also, an internal header file interface (rtl.h, rtl.def) to a
 147 low-level IR called RTL which represents roughly the union of all possible
 148 target machine instructions.</p>
 149 </div>
 150
 151 <!-- *********************************************************************** -->
 152 <div class="doc_section">
 153   <a name="codeemission">Machine Code Emission</a>
 154 </div>
 155 <!-- *********************************************************************** -->
 156
 157 <div class="doc_text">
 158 <p>GNU lightning: Only supports binary machine code emission to memory.</p>
 159
 160 <p>LLVM: Supports writing out assembly language to a file, and binary machine
 161 code to memory, from the same back-end.</p>
 162
 163 <p>GCC: Supports writing out assembly language to a file. No support for
 164 emitting machine code to memory.</p>
 165 </div>
 166
 167 <!-- *********************************************************************** -->
 168
 169 <hr>
 170 <div class="doc_footer">
 171   <address>Brian R. Gaeke</address>
 172   <a href="http://llvm.cs.uiuc.edu">The LLVM Compiler Infrastructure</a>
 173   <br>
 174   Last modified: $Date$
 175 </div>
 176
 177 </body>
 178 </html>