Не хочу отвадить от работы, тьфу-тьфу... =)
Но! llvm есть только для 32+ битных процов, на них он и ориентирован, с 8ми битным могут быть проблемы.
Для gcc есть порт на 6809, до z80 его допилить может быть легче.
Желательно ознакомиться с sdcc и его abi, чтобы не бегать по тем же граблям. Там же можно подглядеть и peephole оптимизации.