Компиляция

В общем случае frontend ("передняя часть") - это то, что находится со стороны пользователя, а backend ("задняя часть") - это то, что реализует всю логику, которую пользователь задаёт через frontend.

В части компилятора frontend - это та часть, которая занимается разбором входного текста на языке программирования и строит в некотором виде образ исходной программы - так называемое, промежуточное представление. Работа frontend'а практически не зависит от конкретного процессора, под который компилятор будет генерировать код. А потому можно, условно говоря, один раз написать frontend для заданного языка программирования, и прикрутить его к backend'ам для разных архитектур

Backend, соответственно - это та часть, которая занимается непосредственно генерацией кода и оптимизацией под конкретную архитектуру. На вход backend'а подаётся образ исходной программы в любом абстрактном виде (т.е. в виде, отрезанном от синтаксиса конкретного языка программирования). Имея один backend под конкретную платформу можно на вход к нему прикрутить несколько frontend'ов с разных языков программирования.

В среднем компиляторы устроены примерно так. В серединке есть некоторое промежуточное представление, описывающее программы на различных языках программирования в виде, максимально абстрагированном от конкретного языка и от конкретной платформы. Это так называемое машинно-независимое промежуточное представление. На нём выполняются оптимизации, не зависящие ни от языка, ни от архитектуры. Например, тождественное преобразование "x + 0 = x" справедливо для любого языка и для любого процессора.

С передней части машинно-независимого представления обычно прикручиваются несколько frontend'ов с разных языков, чтобы все конструкции различных языков свести к одному каноническому виду. Типа того, что во многих языках есть общие понятия переменная, тип, процедура, операция сложения, операция вызова процедуры и т.п. И таким образом из множества языков мы получаем представление, которое уже отрезано от конкретного языка и его синтаксиса. Понятно, что абсолютно все языки на одно представление посадить на 100% невозможно. Например, для языков типа java или многих функциональных языков требуется сборщик мусора, а для императивных языков типа Си, Си++, Паскаль, Фортран - нет.

К задней части машинно-независимого представления прикручивается машинно-зависимое представление с машинно-зависимыми оптимизациями и генерацией кода. Часть оптимизаций может выполняться одинаково для всех процессоров, поскольку так или иначе все процессора имеют схожие вещи типа памяти, регистров, арифметических операций, условные переходы, операции вызова и т.п. Но какие-то оптимизации строго зависят от индивидуальных свойств отдельно взятой архитектуры или отдельно взятой модели процессора

LLVM представляет собой комбинацию средней (языково-независимой и машинно-независимой) и задней (машинно-зависимой) частей компилятора. Т.е. это, условно говоря, запчасть от компилятора, которая умеет генерировать код на несколько архитектур (т.е. имеет несколько задних частей под разные процессора). К LLVM'у можно прикрутить фронтенды с разных языков программирования. Например, компилятор CLang имеет свой собственный фронтенд и LLVM