llvmlite

一个用于编写 JIT 编译器的轻量级 LLVM-Python 绑定

llvmlite 提供了一个 LLVM 的 Python 绑定，供 Numba 使用。Numba 之前依赖于 llvmpy。

Llvmpy 变得难以维护，原因如下：

• 它具有繁琐的架构。

• 最新 LLVM 版本的 C++11 要求与某些 Python 版本的编译器和运行时 ABI 要求不兼容，尤其是在 Windows 下。

事实证明，llvmpy 也导致了 Numba 大部分编译时间的消耗，原因是其低效的分层和对象封装。在 llvmpy 代码库中修复此问题似乎是一项耗时且不确定的任务。

Numba 开发者决定从头开始创建一个新的绑定，采用完全不同的架构，并围绕 JIT 编译器的特定需求进行设计。

设计理念

尽管 llvmpy 暴露了大部分 LLVM C++ API，用于直接调用 LLVM 库，但 llvmlite 采用了完全不同的方法。Llvmlite 从 JIT 编译器的需求出发，将其分为两个解耦的任务：

• 逐函数、逐指令地构建一个 模块。

• 将模块编译并优化为机器代码。

LLVM 模块的构建不调用 LLVM C++ API。相反，它在纯 Python 中构建 LLVM 中间表示 (IR)。这是 IR 层 的作用。

LLVM 模块的编译以文本形式获取 IR，并将其输入到 LLVM 的解析 API 中。然后，它返回一个围绕 LLVM C++ 模块对象的轻量级包装器。这是 绑定层 的作用。

一旦解析，模块的源代码就不能被修改，这虽然失去了 llvmpy 提供的 C++ API 到 Python 直接映射的灵活性，但大大节省了维护成本。

LLVM 兼容性

尽管最大限度地减少了与 LLVM 的 API 表面，llvmlite 仍受 LLVM C++ API 变化的影响，这些变化可能在每个功能版本中发生。因此，每个 llvmlite 版本都针对特定的 LLVM 功能版本，并兼容该版本的所有错误修复版本。

示例：Llvmlite 0.12.0 适用于 LLVM 3.8.0 和 3.8.1，但不适用于 LLVM 3.7.0 或 3.9.0。

Numba 的要求决定了支持哪个 LLVM 版本。

API 稳定性

目前，我们保留在每次发布时轻微破坏 llvmlite API 的可能性，原因如下：

• LLVM 行为的变化，例如不同版本之间 IR 的差异。

• 作为一个年轻的库，llvmlite 在改进或修复现有 API 方面仍有空间。