Open64 WHIRL

     Open64 WHIRL 是美国 Open64编译器套件 中使用的一种中间表示（Intermediate Representation，IR）格式，主要用于在编译过程中表示源代码的中间形态。它是Open64编译器的重要技术组成部分，用于代码优化和跨平台代码生成。

1. Open64 编译器简介

Open64 是一个开源的、高性能的编译器基础设施，最初由 SGI（Silicon Graphics） 开发，后来由 HP、Intel、AMD 等公司共同维护。它支持多种架构（如x86、IA-64、MIPS等），并广泛应用于高性能计算（HPC）、嵌入式系统和科研领域。

Open64 的主要特点：

    支持 C、C++、Fortran 等语言。提供强大的 跨过程优化（Interprocedural Optimization, IPO） 和 循环优化。采用 WHIRL IR 作为统一的中间表示，便于多阶段优化。

2. WHIRL IR

WHIRL（Wide High-level IR Language）是Open64使用的 多层中间表示（Multi-Level IR），它在编译过程中分为多个级别（Levels），从高级抽象逐步降低到接近机器码的表示。

2.1 WHIRL 的层次结构

WHIRL 分为5个主要级别（Levels），从高到低依次为：

    Very High Level (VH)，最接近源代码的表示，保留高级语言结构（如循环、函数调用）。

    High Level (H)，开始引入控制流图（CFG），但仍保留高级语义。

    Medium Level (M)，更接近机器无关优化，如循环展开、内联等。

    Low Level (L)，接近目标机器架构，但仍保持平台无关性。

    Very Low Level (VL)，最终接近汇编代码，包含寄存器分配、指令选择等。

2.2 WHIRL 的特点

统一的IR：适用于不同前端（C/C++/Fortran）和后端（x86/MIPS/IA-64）。

    支持复杂优化：如自动并行化、数据预取、循环变换等。

    可扩展性：研究人员可以基于WHIRL开发新的优化算法。

3. WHIRL 的应用

WHIRL 主要用于：高性能计算（HPC），Open64 被用于超级计算机的例子如日本的“京”超级计算机）。也可以用于嵌入式系统优化，适用于DSP、GPU等特殊架构的代码生成。同时可以用做编译器研究，学术界常用WHIRL进行编译优化算法的实验。

4. 多种 IR 比较

特性	WHIRL (Open64)	LLVM IR	GCC GIMPLE
设计目标	高性能计算、自动并行化	通用优化、JIT支持	跨平台代码生成
层次结构	多级（VH→VL）	单级（可扩展）	多级（High→Low）
优化能力	强于循环优化、IPO	模块化优化	传统优化
使用场景	HPC、嵌入式	通用编译、JIT	GCC生态系统

5. 获取和使用Open64 WHIRL

Open64 已开源，可以从以下途径获取：

GitHub：

https://github.com/open64-compiler

官方文档： 

http://www.open64.net

 示例：查看WHIRL IR

opencc -flto -c test.c -o test.whirl   # 生成WHIRL中间文件
whirl2f test.whirl                     # 将WHIRL转换回可读形式

6. 总结
Open64 WHIRL 是一种多级中间表示（IR），用于Open64编译器优化和代码生成。

适用于 高性能计算、嵌入式系统、编译器研究。

相比LLVM IR和GCC GIMPLE，它在 循环优化和自动并行化 方面有优势。

目前仍用于部分HPC项目，但LLVM/GCC在通用编译领域更流行。

如果你在编译器优化或HPC领域工作，WHIRL仍然是一个值得研究的IR格式！