LLVM編譯器前端 Clang 簡介

昨天晚上安裝rails的開發環境，被ruby的編譯搞的有點崩潰。下載下傳的ruby的源碼不能用系統自帶的gcc -4.21編譯，也不能用系統自帶的clang進行編譯，必須下載下傳并使用gcc -4.2進行編譯才能通過。今天稍微看看編譯器的一些背景。

什麼是LLVM

LLVM是構架編譯器(compiler)的架構系統，以C++編寫而成，用于優化以任意程式語言編寫的程式的編譯時間(compile-time)、連結時間(link-time)、運作時間(run-time)以及空閑時間(idle-time)，對開發者保持開放，并相容已有腳本。LLVM計劃啟動于2000年，最初由University of Illinois at Urbana-Champaign的Chris Lattner主持開展。2006年Chris Lattner加盟Apple Inc.并緻力于LLVM在Apple開發體系中的應用。Apple也是LLVM計劃的主要資助者。

什麼是Clang

Clang ( 發音為 /klæŋ/) 是 LLVM 的一個編譯器前端，它目前支援 C, C++, Objective-C 以及 Objective-C++ 等程式設計語言。Clang 對源程式進行詞法分析和語義分析，并将分析結果轉換為 Abstract Syntax Tree ( 抽象文法樹 ) ，最後使用 LLVM 作為後端代碼的生成器。

Clang 的開發目标是提供一個可以替代 GCC 的前端編譯器。與 GCC 相比，Clang 是一個重新設計的編譯器前端，具有一系列優點，例如子產品化，代碼簡單易懂，占用記憶體小以及容易擴充和重用等。由于 Clang 在設計上的優異性，使得 Clang 非常适合用于設計源代碼級别的分析和轉化工具。Clang 也已經被應用到一些重要的開發領域，如 Static Analysis 是一個基于 Clang 的靜态代碼分析工具。

Clang 的開發背景

由于 GNU 編譯器套裝 (GCC) 系統龐大，而且 Apple 大量使用的 Objective-C 在 GCC 中優先級較低，同時 GCC 作為一個純粹的編譯系統，與 IDE 配合并不優秀，Apple 決定從零開始寫 C family 的前端，也就是基于 LLVM 的 Clang 了。Clang 由 Apple 公司開發，源代碼授權使用 BSD 的開源授權。

Clang 的特性

相比于 GCC，Clang 具有如下優點：

1. 編譯速度快：在某些平台上，Clang 的編譯速度顯著的快過 GCC。
2. 占用記憶體小：Clang 生成的 AST 所占用的記憶體是 GCC 的五分之一左右。
3. 子產品化設計：Clang 采用基于庫的子產品化設計，易于 IDE 內建及其他用途的重用。
4. 診斷資訊可讀性強：在編譯過程中，Clang 建立并保留了大量詳細的中繼資料 (metadata)，有利于調試和錯誤報告。

Clang 需要加強的地方

1. 支援更多語言：GCC 除了支援 C/C++/Objective-C, 還支援 Fortran/Pascal/Java/Ada/Go 和其他語言。Clang 目前支援的語言有 C/C++/Objective-C/Objective-C++。
2. 加強對 C++ 的支援：Clang 對 C++ 的支援依然落後于 GCC，Clang 還需要加強對 C++ 提供全方位支援。
3. 支援更多平台：GCC 流行的時間比較長，已經被廣泛使用，對各種平台的支援也很完備。Clang 目前支援的平台有 Linux/Windows/Mac OS。