clang（和LLVM）与gcc / g ++之间的区别是什么？

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clang（和LLVM）与gcc / g ++之间的区别是什么？

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gcc和g++是用于C和C++代码的传统GNU编译器。最近，使用LLVM的clang（和clang++）作为备选编译器越来越受欢迎。

clang和gcc/g++有什么区别？使用clang是否有优势？

- Thomas Johnson

它们是各自系统的后端和前端，彼此之间没有关联。 - user541686

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@Mehrdad，那并没有什么帮助。哪个是后端（我认为这意味着代码生成和链接），哪个是前端（我认为这意味着编译器驱动程序），它们与现有前端和后端相比的动机是什么？我还认为，虽然gcc可执行文件严格来说只是一个前端，但通常也习惯将整个从源代码到可执行文件的工具链称为"gcc"。其他编译器也是这样吗？ - Peter - Reinstate Monica

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这也是无稽之谈，'gcc'和'g++'都不是前端，也不是后端。它们是驱动程序，根据需要运行编译器、汇编器和/或链接器。gcc/g++运行的编译器可执行文件才有前端和后端。 - Jonathan Wakely

1个回答

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- antiduh · Accepted Answer

GCC是一套庞大的软件集合。典型的过程是，GCC前端对代码进行词法分析和语法分析，转换成GCC内部的寄存器传输语言（RTL），然后由后端输出本地代码。

因此，一个典型的流程是：C代码 ---> GCC的C前端 ---> RTL ---> GCC的x86后端 ---> x86机器码。

GCC支持多个前端：C、C++、Java、Objective C、Go和Fortran。

GCC支持多个后端：32位x86、64位x86、小端ARM、大端ARM、MIPS、SPARC、PowerPC等。

前端将文本转换为RTL，后端将RTL转换为某种类型的机器码。

LLVM是一种中间层、与机器无关的计算表示，类似于GCC的RTL。它有自己的类型系统和指令集，称为LLVM中间表示(IR)。如果我理解正确，LLVM的IR比GCC的RTL更丰富、更表达性强，也更加灵活，从而带来了许多好处。LLVM的编译器前端可以用于许多不同语言的编译，都可编译成LLVM IR。这可用于“常规”语言，如C、C++、Java等，也可用于“非常规”编程任务，如GPU着色器或SQL查询。

因此，LLVM可能是两个东西。LLVM-机器，即类型系统和指令集，可能更好地称为“LLVM IR”; LLVM-API是用于操作LLVM IR中的代码的软件，例如LLVM JIT编译器，或者可能是LLVM x86机器代码后端。

Clang是一个针对LLVM处理C系列语言（C、C ++、Objective C、Objective C ++）的前端。Clang将C/C++/etc转换为LLVM IR，LLVM对IR进行优化，LLVM x86后端编写x86机器代码以供执行。

尽管名字中带有“虚拟机”，但LLVM并不是传统意义上的虚拟机 - 它是一种计算模型和表示方法，非常适合于操作代码的任务。LLVM之所以受欢迎的部分原因在于它是一个完全具体化的编译器API。它可以用于对代码进行静态分析（“这段代码是否会意外地使用未初始化的内存？”）、优化、代码解析（例如用于构建IDE）。GCC的内部高度耦合，因此在这种方式下使用GCC非常困难。例如，GCC的前端在解析期间执行了一些优化，因此不可能总是获得完美的代码表示形式，例如报告错误和执行波浪线语法高亮，因为可能会丢失一些信息。据我所知，Clang保留了未经优化的解析语法，使第三方工具能够使用其输出并将转换等同于原始文本，最值得注意的是，Clang的错误消息更加有用，因为它们可以突出显示出问题的确切部分。