Clang
的开发者宣布支持所有的
C++11 语言标准特性,C++11 语言标准是在 2011年夏季发布的。最新的 ISO
标准特性添加了支持继承构造器和 thread_local 变量。

在XCode中,我们经常会看到这些编译选项,有些人可能会有些茫然,本文将对GCC4.2、LLVM
GCC 4.2、LLVM compliler 2.0三个编译选项进行一个详细的介绍。

LLVM 3.3 和 Clang 计划在 2013年6月推出,这应该是首个完全支持 C++11
特性的编译器。而今年3月发布的 GCC 4.8
版本尽管也支持大多数该语言特性,但还是有很少一部分尚未实现,详情请看澳门新葡萄京官网注册 ,此页。关于支持
C++11
标准的编译器概览可以查看此页。

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现在 Clang 对 C++11 的支持已经完成,开发者将继续实现对其他 C++
特性的支持,目前已经在开始实现 C++1y 特性,也就是 C++14,这是 C++
的下一个小更新版本,计划在 2014 年推出。Clang 将支持其普通
lambdas、返回类型的简化处理以及更好的处理 constexpr 关键字。

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。

via
h-online

LLVM 是 Low Level Virtual Machine
的简称,这个库提供了与编译器相关的支持,能够进行程序语言的编译期优化、链接优化、在线编译优化、代码生成。简而言之,可以作为多种语言编译器的后台来使用。如果这样还比较抽象的话,介绍下
Clang 就知道了:Clang 是一个 C++ 编写、基于 LLVM、发布于 LLVM BSD
许可证下的 C/C++/Objective C/Objective C++ 编译器,其目标就是超越 GCC。

(文/开源中国)    

LLVM属于编译器的中间层,它的输入是编译器的IF代码,输出经过最佳化的IF代码。然后再被编译器转化为机器相关的汇编代码。

LLVM支持语言无关的指令集和类型系统。指令采用静态单赋值形式。

LLVM是为了任意一种编程语言写成的程式,利用虚拟技术,创造出编译时期,链结时期,执行时期以及“闲置时期”的最佳化。它最早是以
C/C++为实作对象,目前它支援了包括Objective-C, Fortran, Ada, Haskell,
Java bytecode, Python, Ruby, ActionScript, GLSL以及其他语言。

Apple(包括中后期的NeXT)
一直使用GCC作为官方的编译器。GCC作为开源世界的编译器标准一直做得不错,但Apple对编译工具会提出更高的要求。

一方面,是Apple对Objective-C语言新增很多特性,但GCC开发者并不买Apple的帐——不给实现,因此索性后来两者分成两条分支分别开发,这也造成Apple的编译器版本远落后于GCC的官方版本。另一方面,GCC的代码耦合度太高,不好独立,而且越是后期的版本,代码质量越差,但Apple想做的很多功能(比如更好的IDE支持)需要模块化的方式来调用GCC,但GCC一直不给做。甚至最近,《GCC运行环境豁免条款
》从根本上限制了LLVM-GCC的开发。
所以,这种不和让Apple一直在寻找一个高效的、模块化的、协议更放松的开源替代品,于是Apple请来了编译器高材生Chris
Lattner(2000年,本科毕业的Chris
Lattner像中国多数大学生一样,按部就班地考了GRE,最终前往UIUC(伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校),开始了艰苦读计算机硕士和博士的生涯。在这阶段,他不仅周游美国各大景点,更是努力学习科学文化知识,翻烂了“龙书”(《Compilers:
Principles, Techniques, and
Tools》),成了GPA牛人【注:最终学分积4.0满分】,以及不断地研究探索关于编译器的未知领域,发表了一篇又一篇的论文,是中国传统观念里的“三好学生”。他的硕士毕业论文提出了一套完整的在编译时、链接时、运行时甚至是在闲置时优化程序的编译思想,直接奠定了LLVM的基础。LLVM在他念博士时更加成熟,使用GCC作为前端来对用户程序进行语义分析产生IF(Intermidiate
Format),然后LLVM使用分析结果完成代码优化和生成。这项研究让他在2005年毕业时,成为小有名气的编译器专家,他也因此早早地被Apple相中,成为其编译器项目的骨干)。

刚进入Apple,Chris
Lattner就大展身手:首先在OpenGL小组做代码优化,把LLVM运行时的编译架在OpenGL栈上,这样OpenGL栈能够产出更高效率的图形代码。如果显卡足够高级,这些代码会直接扔入GPU执行。但对于一些不支持全部OpenGL特性的显卡(比如当时的Intel
GMA卡),LLVM则能够把这些指令优化成高效的CPU指令,使程序依然能够正常运行。这个强大的OpenGL实现被用在了后来发布的Mac
OS X
10.5上。同时,LLVM的链接优化被直接加入到Apple的代码链接器上,而LLVM-GCC也被同步到使用GCC4代码。

Apple吸收Chris
Lattner的目的要比改进GCC代码优化宏大得多——GCC系统庞大而笨重,而Apple大量使用的Objective-C在GCC中优先级很低。此外GCC作为一个纯粹的编译系统,与IDE配合得很差。加之许可证方面的要求,Apple无法使用LLVM
继续改进GCC的代码质量。于是,Apple决定从零开始写
C、C++、Objective-C语言的前端 Clang,完全替代掉GCC。

正像名字所写的那样,Clang只支持C,C++和Objective-C三种C家族语言。2007年开始开发,C编译器最早完成,而由于Objective-C相对简单,只是C语言的一个简单扩展,很多情况下甚至可以等价地改写为C语言对Objective-C运行库的函数调用,因此在2009年时,已经完全可以用于生产环境。C++的支持也热火朝天地进行着。

下面这张图将显示GCC、LLVM-GCC、LLVM Compiler这三个编译选项的不同点:

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Chris Lattner的LLVM显然是一个很棒的选择。随着 Mac OS X 10.6 Snow Leopard
登上舞台,LLVM显露出了真身。可以说, Snow
Leopard的新功能,完全得益于LLVM的技术。而这些需求得以实现,归功于LLVM自身的新前端——Clang。而这一个版本,也是将LLVM推向真正成熟的重大机遇。

由于受到Clang项目的威胁,GCC也不得不软下来,让自己变得稍微模块化一些,推出插件的支持,而LLVM项目则顺水推舟,索性废掉了出道时就一直作为看家本领的LLVM-GCC,改为一个GCC的插件DragonEgg。
Apple也于Xcode 4.2彻底抛弃了GCC工具链。

除LLVM核心和Clang以外,LLVM还包括一些重要的子项目,比如一个原生支持调试多线程程序的调试器LLDB,和一个C++的标准库libc++,这些项目由于是从零重写的,因此要比先前的很多项目站得更高,比如先前GNU、Apache、STLport等C++标准库在设计时,C++0x标准还未公布,所以大多不支持这些新标准或者需要通过一些繁杂的改动才能支持,而libc++则原生支持C++0x。

LLVM的成熟也给其他痛恨GCC的开发项目出了一口恶气。其中最重要的,恐怕是以FreeBSD为代表的BSD社区。BSD社区和Apple的联系一向很紧密,而且由于代码相似,很多Apple的技术如Grand
Central
Dispatch也是最早移植到FreeBSD上。BSD社区很早就在找GCC的替代品,无奈大多都很差(如Portable
C Compiler产生的代码质量和gcc不能同日而语)。

BSD开发者有洁癖的居多,大多都不喜欢GPL代码,尤其是GPL协议第三版发布时,和FreeBSD的协议甚至是冲突的。这也正是为什么FreeBSD中包含的GNU的C++运行库还是2007年以GPLv2发布的老版本,而不是支持C++0x的但依GPLv3协议发布的新版本。

因此历时两年的开发后,2012年初发布的FreeBSD
9.0中,Clang被加入到FreeBSD的基础系统。
但这只是第一步,因为FreeBSD中依然使用GNU的C++ STL
库、C++运行库、GDB调试器、libgcc/libgcc_s编译库都是和编译相关的重要底层技术,先前全被GNU垄断,而现在LLVM子项目lldb、libc++、compiler-rt等项目的出现,使BSD社区有机会向GNU说“不”,因此一个把GNU组件移出FreeBSD的计划被构想出来,并完成了很大一部分。
预计在FreeBSD 10发布时,将不再包含GNU代码。