C/C++ Objective-C++语言Clang编译器前端和LLVM关系 整体架构

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C/C++ Objective-C++语言Clang编译器前端和LLVM关系 整体架构

广义 LLVM 指的是整个 LLVM 框架，包含 Clang，因为 Clang 是 LLVM 框架的一部分，Clang 是 LLVM 的一个 C/C++ 前端。虽然 Clang 这个前端占的比重比较大，但是 Clang 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。

一般而言，LLVM 指的是实际开发、使用过程中，划分出来的 LLVM。譬如：编译 LLVM 和 Clang 的时候，LLVM 的源码包是不包含 Clang 源码包的，需要单独下载 Clang 源码包。从编译器用户角度看，Clang 使用了 LLVM 中的一些功能，目前所知道的主要是对中间格式代码的优化，或许还有一部分生成代码功能。

LLVM

LLVM 是构架编译器 (compiler) 的框架系统，以C++编写而成，用于优化以任意程序语言编写的程序的编译时间 (compile-time)、链接时间 (link-time)、运行时间 (run-time) 及空闲时间 (idle-time)。

Apple 是 LLVM 计划的主要资助者，LLVM 也相当于是由 Apple 官方支持的编译器。

LLVM 的命名源于底层虚拟机 Low Level Virtual Machine，目前 LLVM 是该项目的全称。LLVM 项目是一个模块化和可重复使用的编译器和工具技术的集合。LLVM 提供了一个现代化的，基于 SSA 的编译策略，能同时支持任意编程语言的静态、动态编译目标。

LLVM 和大家所熟知的 JVM、.net Runtime 虚拟机不同，LLVM 虚拟系统提供了一套中立的中间代码和编译基础设施，并围绕这些设施提供了一套全新的编译策略，譬如：使得优化能够在编译、连接、运行环境执行过程中，以及安装之后以有效方式进行，及其他一些非常有意思的功能。

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Clang

Clang 由 Apple 公司开发，Clang 发音为 /klæŋ/，是 LLVM 的一个编译器前端，Clang 是一个采用 C++ 编写、基于LLVM、使用 LLVM BSD 许可协议的 C/C++、Objective-C、Objective-C++ 语言轻量级编译器。

Apple 使用 LLVM 在不支持全部 OpenGL 特性的 GPU (Intel 低端显卡) 上生成代码 (JIT)，令程序仍然能正常运行。之后 LLVM 与 GCC 的集成过程引发了一些不快，GCC 系统庞大且笨重，而 Apple 大量使用的 Objective-C 在 GCC 中优先级很低。
同时 GCC 作为一个纯粹编译系统，与 IDE 配合并不优秀。加之许可证方面的要求，Apple 无法使用修改版的 GCC 而闭源。于是 Apple 决定从零开始写 C family 的前端，也就是基于 LLVM 的 Clang。

Clang 的开发目标是提供一个可替代 GCC 的前端编译器。与 GCC 相比，Clang 是一个重新设计的编译器前端，具有很多优点，譬如：模块化、代码简单易懂、占用内存小、容易扩展及重用等。由于 Clang 在设计上的优异性，使得 Clang 非常适合用于设计源代码级别的分析和转化工具。Clang 已被应用到一些重要开发领域，譬如：Static Analysis 就是一个基于 Clang 的静态代码分析工具。

Clang 的目标是超越 GCC 编译器。Clang 编译速度快、占用内存少、具有诊断功能，兼容 GCC。Clang 可满足代码重构、静态分析、代码生成等需求，还允许集成到各种 IDE 中。Clang 编译产出小、出错提示友好，尤其是在比较极端的情况下。

Clang 与 GNU C 语言规范几乎完全兼容；当然，也有部分内容不兼容，譬如：编译命令选项就有差异。Clang 增加了一些额外语法特性，如：C 函数重载，通过 __attribute__((overloadable)) 修饰函数。

2013 年 04 月 Clang 开始全面支持 C++11 标准，实现了 C++1y 特性 (即 C++14，这是 C++ 下的一个小更新版本)。Clang 支持普通 lambda 表达式、返回类型的简化处理、更好的处理 constexpr 关键字。

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