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编译器:gcc, clang, llvm

时间:2018-05-25 19:36:27      阅读:179      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:doc   c++编写   包括   格式   virtual   分类   clu   并且   optimize   

clang

Clang是LLVM的前端,可以用来编译C,C++,ObjectiveC等语言。传统的编译器通常分为三个部分,前端(frontEnd),优化器(Optimizer)和后端(backEnd)。在编译过程中,前端主要负责词法和语法分析,将源代码转化为抽象语法树;优化器则是在前端的基础上,对得到的中间代码进行优化,使代码更加高效;后端则是将已经优化的中间代码转化为针对各自平台的机器代码。Clang则是以LLVM为后端的一款高效易用,并且与IDE结合很好的编译前端。

llvm

LLVM的命名最早来源于底层语言虚拟机(Low Level Virtual Machine)的缩写。它是一个用于建立编译器的基础框架,以C++编写。创建此工程的目的是对于任意的编程语言,利用该基础框架,构建一个包括编译时、链接时、执行时等的语言执行器。目前官方的LLVM只支持处理C/C++,Objective-C三种语言,当然也有一些非官方的扩展,使其支持ActionScript、Ada、D语言、Fortran、GLSL、Haskell、Java bytecode、Objective-C、Python、Ruby、Rust、Scala以及C#。

为何llvm/clang可以发展起来

  1. LLVM / Clang License是BSD,这条很重要

  2. GCC代码搓,历史包袱巨重,而LLVM / Clang 代码组织结构非常漂亮,你想要改LLVM / Clang 比 GCC 轻松很多。最近我给GCC和Clang都开过Bug,但是Clang的Bug我都愿意去找源码哪里可以修改,报Bug的时候也会说我找到的地方,如何修改等(如Bug 23791 – Clang emit wrong mangling of long double type for PPC64 in the Red Hat),但是GCC我都不愿意去看源代码(虽然我也不能看),只报Bug。

  3. LLVM / Clang 自己的表现也确实很出色,编译速度,执行速度,诊断信息等4. LLVM / Clang 的背后是有钱的苹果,有钱真的是大爷而背后的动力和推手么,动力就是对GCC用的很不满,定制性,可扩展性等都非常的差,而且那时候苹果的Objective-C在GCC那里也得不到很好的支持。这里再次说了License,就说说License这条到底有多重要。比如我们IBM编译器其实除了我所在IBM XL C/C++ Compiler,我们还有一个组是与GCC有关联的,叫做Advance Toolchain,简称AT,而AT Team的就是专干GCC的,而在那个组干过的人就永不能到我们这边干活。同样,由于License的原因,我们根本不准看GCC代码,只能猜,但是我们却又要保持与它的兼容性,那么有了BSD License那可就爽多了。而你说其它开源的东西,如Linux等再造。其它开源的东西姑且不说,如果是类似Linux这样的东西造起来,那么先说一下新造出来的操作系统的生态问题吧。即为什么要用你这个操作系统,还要为你这个操作系统开发软件呢?

Clang和LLVM的关系

Clang和LLVM到底是什么关系,这是在研究Clang的过程中所不可避免的一个问题。如果要搞清楚Clang和LLVM之间的关系,首先先要知道宏观的LLVM和微观的LLVM。

宏观的LLVM,指的是整个的LLVM的框架,它肯定包含了Clang,因为Clang是LLVM的框架的一部分,是它的一个C/C++的前端。虽然这个前端占的比重比较大,但是它依然只是个前端,LLVM框架可以有很多个前端和很多个后端,只要你想继续扩展。

微观的LLVM指的是以实际开发过程中,包括实际使用过程中,划分出来的LLVM。比如编译LLVM和Clang的时候,LLVM的源码包是不包含Clang的源码包的,需要单独下载Clang的源码包。

所以这里想讨论的就是微观的LLVM和Clang的关系。从编译器用户的角度,Clang使用了LLVM中的一些功能,目前所知道的主要就是对中间格式代码的优化,或许还有一部分生成代码的功能。从Clang和微观LLVM的源码位置可以看出,Clang是基于微观的LLVM的一个工具。而从功能的角度来说,微观的LLVM可以认为是一个编译器的后端,而Clang是一个编译器的前端,它们的关系就更加的明了了,一个编译器前端想要程序最终变成可执行文件,是缺少不了对编译器后端的介绍的。

这样基本就确定了Clang和LLVM的关系。这个问题虽然并不复杂,但是对于后续的结构理解和深入研究确是一个很重要的出发点。这个出发点不理清楚的话,后续的研究没有办法继续深入下去。

Clang的整体架构

如果要深入的研究Clang,那么首先需要知道Clang的整体架构。直接打开Clang的源码的话,里面目录较多,无从下手。可以直接从doxygen文档看,Clang的doxygen的地址是:http://clang.llvm.org/doxygen/index.html 。从这个首页选取Directories,可以直接进到文件目录列表:http://clang.llvm.org/doxygen/dirs.html 。在这个里面看目录,就比较清晰了,在clang目录下面一共就三个目录: docs、include和lib。为什么只有这三个呢?仔细研究和对比就会发现,如果你要研究Clang的内部实现,只需要这三个目录就够了,其他的目录和Clang核心没有任何关系,是一些基于Clang的工具,Clang的一些例子,或者是一些测试用例等。

现在看起来,Clang的结构已经很明显了。docs很明显放置的都是一些文档相关的内容,include放置的都是一些头文件。就只剩下一个lib目录了,下面是分类的目录,这个时候也可以推断出Clang的总体架构了,它的总体架构是基于库的。在Clang的官方文档“Clang" CFE Internals Manual (http://clang.llvm.org/docs/InternalsManual.html )中,对Clang内部的介绍也是依据库来进行分类的。

编译器:gcc, clang, llvm

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原文地址:https://www.cnblogs.com/muahao/p/9089977.html

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