編譯器基礎

編譯器的構成

傳統的編譯器通常分為三個部分，前端（frontEnd），優化器（Optimizer）和後端（backEnd）. 在編譯過程中，前端主要負責詞法和語法分析，將源代碼轉化為抽象語法樹；優化器則是在前端的基礎上，對得到的中間代碼進行優化，使代碼更加高效；後端則是將已經優化的中間代碼轉化為針對各自平台的機器代碼。

不光靜態語言如此，動態語言也符合上面這個模型，例如 Java。 JVM 也利用上面這個模型，將 Java 代碼翻譯為Java bytecode。這一模型的好處是，當我們要支持多種語言時，只需要添加多個

前端就可以了。當需要支持多種目標機器時，只需要添加多個後端就可以了。對於中間的優化器，我們可以使用通用的中間代碼。

LLVM(後端)

LLVM （Low Level Virtual Machine，底層虛擬機）提供了與編譯器相關的支持，能夠進行程序語言的編譯期優化、鏈接優化、在線編譯優化、代碼生成。簡而言之，可以作為多種編譯器的後台來使用。

Clang(前端)

Clang 是 LLVM 的前端，可以用來編譯 C，C++，ObjectiveC 等語言。 Clang 則是以 LLVM 為後端 特性

• 速度快：通過編譯，包括預處理 (Preprocess)，語法 (lex)，解析 (parse)，語義分析 (Semantic Analysis)，抽象語法樹生成 (Abstract Syntax Tree) 的時間，Clang 比 GCC 快2倍多。

• 內存佔用小：Clang 內存佔用是源碼的 130%，Apple GCC 則超過 10 倍。

• 診斷信息可讀性強：其中錯誤的語法不但有源碼提示，還會在錯誤的調用和相關上下文的下方有~和^的提示，相比之下 GCC 的提示很天書。

• 兼容性好：Clang 從一開始就被設計為一個 API，允許它被源代碼分析工具和 IDE 集成。 GCC 被構建成一個單一的靜態編譯器，這使得它非常難以被作為 API 並集成到其他工具中。

• Clang 有靜態分析，GCC 沒有。

• Clang 使用 BSD 許可證，GCC 使用 GPL 許可證。