在 Kotlin 中開發基于 IR（Intermediate Representation）的編譯器插件，可以深度定制語言功能或實現高級代碼轉換。以下是分步驟指南：

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一、IR 編譯器插件基礎

1. IR 是什么？

   • Kotlin 編譯器將源碼轉換為 IR 中間表示（1.4+ 默認后端）
   • 相比舊的 PSI-based 插件，IR 插件更穩定且能直接操作語義層

2. 插件能力范圍

   • 修改現有代碼（如插入日志、性能監控）
   • 生成新代碼（注解處理、DSL 增強）
   • 自定義語法糖（需配合解析器修改）

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二、開發環境搭建

1. Gradle 配置

   // build.gradle.kts
   plugins {kotlin("jvm") version "1.9.0" // 使用最新穩定版
   }dependencies {implementation(kotlin("compiler-embeddable")) // 必須的編譯器依賴
   }
   

2. 插件入口類

   import org.jetbrains.kotlin.compiler.plugin.ComponentRegistrar
   import org.jetbrains.kotlin.config.CompilerConfigurationclass MyIrPluginRegistrar : ComponentRegistrar {override fun registerProjectComponents(project: MockProject,configuration: CompilerConfiguration) {IrGenerationExtension.registerExtension(project, MyIrGenerationExtension())}
   }
   

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三、核心開發流程（以代碼生成為例）

示例目標：實現 @MeasureTime 注解統計方法執行時間

1. 定義注解

   @Retention(AnnotationRetention.SOURCE)
   @Target(AnnotationTarget.FUNCTION)
   annotation class MeasureTime
   

2. 實現 IR 轉換擴展

   class MeasureTimeIrExtension : IrGenerationExtension {override fun generate(moduleFragment: IrModuleFragment,pluginContext: IrPluginContext) {val irFactory = pluginContext.irFactorymoduleFragment.transformChildrenVoid(object : IrElementTransformerVoid() {override fun visitFunction(declaration: IrFunction): IrStatement {if (declaration.hasAnnotation(MeasureTime::class)) {return injectTimingCode(declaration, pluginContext)}return super.visitFunction(declaration)}})}
   }
   

3. 注入測量代碼

   private fun injectTimingCode(func: IrFunction,context: IrPluginContext
   ): IrFunction {val startVar = context.irFactory.createVariable(name = Name.identifier("_start"),type = context.irBuiltIns.longType,isVar = true)val startExpr = IrCallImpl(startVar.symbol,context.irBuiltIns.setLong.owner.symbol,type = context.irBuiltIns.longType).apply {putValueArgument(0, IrConstImpl.long(0, context.irBuiltIns.longType, System.nanoTime()))}val originalBody = func.body?.deepCopyWithSymbols()val newBody = context.irFactory.createBlockBody(start = SYNTHETIC_OFFSET,end = SYNTHETIC_OFFSET).apply {statements += startExproriginalBody?.statements?.let { statements.addAll(it) }statements += createPrintlnCall(context, "Method ${func.name} took ${System.nanoTime() - _start}ns")}return func.apply {body = newBody}
   }
   

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四、調試與測試技巧

1. IR 樹輸出

   // 在插件中插入調試代碼
   println(irFunction.dump())
   

2. 單元測試方案

   class MeasureTimeTest : AbstractIrTextTest() {@Testfun testMethodInstrumentation() {val code = """@MeasureTimefun test() { println("Hello") }"""assertGeneratedCode(code) {contains("System.nanoTime()")hasNoErrors()}}
   }
   

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五、高級主題

1. 符號解析 (Symbol Resolution)

   • 通過 IrPluginContext.referenceFunctions() 查找系統函數
   • 使用 irBuiltIns 訪問基礎類型（如 irBuiltIns.unitType）

2. 元編程

   // 動態創建新函數
   val newFunction = irFactory.createFunction(name = Name.identifier("generated_${func.name}"),visibility = DescriptorVisibilities.PUBLIC,returnType = context.irBuiltIns.unitType
   )
   

3. 兼容性處理

   • 通過 @OptIn(CompilerPluginApiPreview::class) 處理實驗性 API
   • 針對不同 Kotlin 版本使用條件編譯

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六、部署與集成

1. 創建 SPI 配置

   • 在 resources/META-INF/services 中添加 ComponentRegistrar 入口

   com.example.MyIrPluginRegistrar
   

2. 作為獨立插件使用

   ./gradlew jar
   kotlinc -Xplugin=build/libs/my-plugin.jar -Xallow-result-return-type
   

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常見問題解決

• Q: 如何處理泛型類型？

  • 使用 IrTypeParameters 和 IrTypeArguments 構建泛型簽名

• Q: 如何避免符號解析失敗？

  • 優先使用 IrPluginContext 提供的符號查找方法
  • 對跨模塊引用使用 IrExternalDeclarationsGenerator

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通過操作 IR 層，開發者可以深度定制 Kotlin 的編譯行為。建議參考官方 kotlin-ir-examples 和 K2 Compiler 的最新進展。