C++ - 编译器

  1. 编译器简介
  2. 编译器分类
    1. GCC
    2. LLVM
    3. Clang

C++ 集中常见的编译器的介绍

编译器简介

传统编译器结构

  • 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)
  • Frontend:前端
    • 词法分析、语法分析、语义分析、生成中间代码
  • Optimizer:优化器
    • 中间代码优化
  • Backend:后端
    • 生成机器码

编译器分类

GCC

  • GCC(GNU Compiler Collection,GNU编译器套装),是一套由 GNU 开发的编程语言编译器。它是一套以 GPL 及 LGPL 许可证所发行的自由软件,也是 GNU计划的关键部分,亦是自由的类Unix及苹果电脑 Mac OS X 操作系统的标准编译器。
  • GCC 原名为 GNU C 语言编译器,因为它原本只能处理 C语言。GCC 很快地扩展,变得可处理 C++。之后也变得可处理 Fortran、Pascal、Objective-C、Java, 以及 Ada与其他语言。

LLVM

LLVM架构

  • 不同的前端后端使用统一的中间代码LLVM Intermediate Representation (LLVM IR)
  • 如果需要支持一种新的编程语言,那么只需要实现一个新的前端
  • 如果需要支持一种新的硬件设备,那么只需要实现一个新的后端
  • 优化阶段是一个通用的阶段,它针对的是统一的LLVM IR,不论是支持新的编程语言,还是支持新的硬件设备,都不需要对优化阶段做修改
  • 相比之下,GCC的前端和后端没分得太开,前端后端耦合在了一起。所以GCC为了支持一门新的语言,或者为了支持一个新的目标平台,就 变得特别困难
  • LLVM现在被作为实现各种静态和运行时编译语言的通用基础结构(GCC家族、Java、.NET、Python、Ruby、Scheme、Haskell、D等)

Clang

  • LLVM项目的一个子项目,基于LLVM架构的C/C++/Objective-C编译器前端。

  • 相比于GCC,Clang具有如下优点

    • 编译速度快:在某些平台上,Clang的编译速度显著的快过GCC(Debug模式下编译OC速度比GGC快3倍)
    • 占用内存小:Clang生成的AST所占用的内存是GCC的五分之一左右
    • 模块化设计:Clang采用基于库的模块化设计,易于 IDE 集成及其他用途的重用
    • 诊断信息可读性强:在编译过程中,Clang 创建并保留了大量详细的元数据 (metadata),有利于调试和错误报告
    • 设计清晰简单,容易理解,易于扩展增强
      LLVM架构
  • LLVM整体架构,前端用的是clang,广义的LLVM是指整个LLVM架构,一般狭义的LLVM指的是LLVM后端(包含代码优化和目标代码生成)。

  • 源代码(c/c++)经过clang–> 中间代码(经过一系列的优化,优化用的是Pass) –> 机器码


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文章标题:C++ - 编译器

本文作者:QinHan

发布时间:2020-01-02, 23:00:54

最后更新:2020-02-20, 05:42:12

原始链接:https://qinhan.site/2020/01/02/cpp-compiler/

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