LLVM/Clang

   LLVM自己并不是编译器，是开源的编译器(compiler)架构，是一套用于开发编译器、解释器等程序语言相关工具的库，主要聚焦于编译器后端功能，如代码生成、代码优化、JIT等。

   Clang是一个基于LLVM开发的C/C++/Obj-C编译器。有一套独立的前端，后端直接採用LLVM。另外一个较为早期的相关项目LLVM-GCC，是一个将GCC的前端嫁接到LLVM之上拼接而成的一个完整的编译器。

         什么是GCC的前端呢，这要从经典编译器提及。

经典编译器

一、经典编译器介绍

         一个传统静态编译器（像大多数C编译器）最流行的设计是3阶段的设计，当中主要组件是前端。优化器及后端（下图）。

                                                      

        前端解析源码。检查错误。并构建一个特定于语言的抽象语法树（AST）来表明输入的代码。

可选地AST被转换到一个新的用于优化的表示。优化器及后端可以执行这个代码。

        优化器负责进行各类转换尝试改进代码的执行时间，比方反复计算消除。一般或多或少与语言及目标无关。

        而后后端（也被称为代码产生器）把代码映射入目标指令集。

除了制做正确的代码，它负责产生利用所支持架构不日常功能的好代码。

一个编译器后端的通用部分包含指令选择，寄存器分配。及指令调度。

        这个模型相同适用于解释器及JIT编译器。Java性能机（JVM）也是这个模型的一个实现，它使用Java字节码做为前端及优化器间的接口。

二、当一个编译器决定支持多个源语言或目标架构时。这样的经典设计最重要的收益出现了。

假设编译器在其优化器中使用一个通用的代码表示，那么可以不论什么可以编译到这个表示的语言编写一个前端，且可以为不论什么可以从这个表示编译获得的目标编写一个后端，如图所看到的。

                                                

LLVM

          LLVM是开源的编译器(compiler)架构，以C++编写而成，用于优化以随意程序语言编写的程序的编译时间(compile-time)、连接时间(link-time)、执行时间(run-time)以及空暇时间(idle-time)，对开发人员保持开放，并兼容已有脚本。

          LLVM的设计就採用了上述三个阶段的设计。例如如下图所看到的。

                                               

         这样作的长处是假设需要支持一种新的编程语言。那么咱们仅仅需要实现一种新的前端。

假设咱们需要支持一种新的硬件设备。那咱们仅仅需要实现一个新的后端。

而优化阶段因为是针对了统一的LLVM IR，因此它是一个通用的阶段，不管是支持新的编程语言。仍是支持新的硬件设备，这里都不需要对优化阶段作改动。

   LLVM IR主要有三种格式：一种是在内存中的编译中间语言；一种是硬盘上存储的二进制中间语言（以.bc结尾）。最后一种是可读的中间格式（以.ll结尾）。这三种中间格式是全然相等的。

   LLVM IR是LLVM优化和进行代码生成的关键。

依据可读的IR，咱们可以知道终于生成目标代码以前。咱们已经生成了什么样的代码。而且依据IR。咱们可以选择使用不一样的后端而生成不一样的可运行代码。同一时候，因为使用了统一的IR，因此咱们可以重用LLVM的优化功能。即便咱们使用的是本身设计的编程语言。

  好比。llvm-gcc前端採用gcc。 llvm-gcc 是 GNU Compiler Collection (gcc) 的改动版本号，可以在使用  -S -emit-llvm  选项执行时会生成 LLVM 字节代码。

Clang ( 发音为 /klæŋ/) 

        Clang是一个C++编写、基于LLVM，C、C++、Objective-C、Objective-C++语言的轻量级编译器。源码公布于BSD协议下。

它与GNU C语言规范差点儿全然兼容（固然，也有部分不兼容的内容。包含编译命令选项也会有点差别），并在此基础上添加了额外的语法特性，比方C函数重载（经过__attribute__((overloadable))来修饰函数），其目标（之中的一个）就是超越GCC。

       Clang 是一个编译器前端，这也就是说：Clang 将目标程序进行分析，而后生成结构化的，树状的语法表示 , 即抽象语法树 AST(Abstract Syntax Tree)。

一、Clang 的开发背景

        由于 GNU 编译器套装 (GCC) 系统庞大，而且 Apple 大量使用的 Objective-C 在 GCC 中优先级较低。同一时候 GCC 做为一个纯粹的编译系统。与 IDE 配合并不优秀。Apple 决定从零開始写 C family 的前端。也就是基于 LLVM 的 Clang 了。Clang 由 Apple 公司开发。源码受权使用 BSD 的开源受权。

二、基于 Clang 的编程

        与不少编译器前端相比。Clang 的最大特色就是良好的结构化设计，每部分都是一个单独的库 (library)。

也就是说您可以单独的使用当中的一部分。来编写本身的程序。