GCC ,Clang 与 make,cmake 一览

82467413 2019-12-31

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。

Clang
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(之一)就是超越 GCC。

LLVM
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。

本上都是三段式的,可以分为前端、优化器和后端。前端负责解析源代码,检查语法错误,并将其翻译为抽象的语法树;优化器对这一中间代码进行优化,试图使代码更高效;后端则负责将优化器优化后的中间代码转换为目标机器的代码,这一过程后端会最大化的利用目标机器的特殊指令,以提高代码的性能。基于这个认知,我们可以认为 LLVM 包括了两个概念:一个广义的 LLVM 和一个狭义的 LLVM 。广义的 LLVM 指的是一个完整的 LLVM 编译器框架系统,包括了前端、优化器、后端、众多的库函数以及很多的模块;而狭义的 LLVM 则是聚焦于编译器后端功能的一系列模块和库,包括代码优化、代码生成、JIT 等。

Clang历史
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。
GCC、LLVM-GCC、LLVM Compiler这三个编译选项的不同点

对比
Clang特性

快:通过编译 OS X 上几乎包含了所有 C 头文件的 carbon.h 的测试,包括预处理 (Preprocess),语法 (lex),解析 (parse),语义分析 (Semantic Analysis),抽象语法树生成 (Abstract Syntax Tree) 的时间,Clang 是 Apple GCC 4.0 的 2.5x 快。(2007-7-25)
内存占用小:Clang 内存占用是源码的 130%,Apple GCC 则超过 10x。
诊断信息可读性强:错误的语法不但有源码提示,还会在错误的调用和相关上下文的下方有~~~~~和^的提示,相比之下 GCC 的提示很天书。
GCC 兼容性。
设计清晰简单,容易理解,易于扩展增强。与代码基础古老的 GCC 相比,学习曲线平缓。
基于库的模块化设计,易于 IDE 集成及其他用途的重用。由于历史原因,GCC 是一个单一的可执行程序编译器,其内部完成了从预处理到最后代码生成的全部过程,中间诸多信息都无法被其他程序重用。Clang 将编译过程分成彼此分离的几个阶段,AST 信息可序列化。通过库的支持,程序能够获取到 AST 级别的信息,将大大增强对于代码的操控能力。对于 IDE 而言,代码补全、重构是重要的功能,然而如果没有底层的支持,只使用 tags 分析或是正则表达式匹配是很难达成的。
GCC 优势

支持 JAVA/ADA/FORTRAN
GCC 支持更多平台
GCC 更流行,广泛使用,支持完备
GCC 基于 C,不需要 C++ 编译器即可编译
make
make工具相当于一个智能的批处理工具,本身没有编译和链接的功能,而是用类似于批处理的方式通过调用makefile文件中用户指定的命令来进行编译和链接。
而makefile又是什么?

它里面记录了用户将要执行的一系列命令,make根据makefile中的命令对相应的源文件进行编译和链接的。

makefile中可能就有类似的一下命令:gcc -o test.c。
makefile文件在github源码安装程序中很常见,你下载了一个源码包,通常在readme中会有这样的一句:

$ make all
$ make install # root required
make all即编译所有,当然这个源码包中必须有makefile文件才行,执行make all这个命令后make会根据makefile中的命令进行编译。当然这个是“别人家”的源码包,这个通常都给你写好了,但是如果你自己要编译很多源文件的时候,也是要自己写吗?

cmake
参考
https://oldpan.me/archives/gcc-make-cmake-clang-tell
https://xuhehuan.com/2738.html
https://www.cnblogs.com/qoakzmxncb/archive/2013/04/18/3029105.html
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C++

作者:linheimx
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来源:简书
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