详解三大编译器：gcc、llvm 和 clang 编译器一般构成传统的编译器

编译器一般构成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) 。在编译过程中，前端主要负责词法和语法分析，将源代码转化为抽象语法树；优化器则是在前端的基础上，对得到的中间代码进行优化，使代码更加高效；后端则是将已经优化的中间代码转化为针对各自平台的机器代码。
GCCGCC（GNU Compiler Collection ， GNU编译器套装），是一套由 GNU 开发的编程语言编译器。 GCC 原名为 GNU C 语言编译器，因为它原本只能处理 C语言。 GCC 快速演进，变得可处理 C++、Fortran、Pascal、Objective-C、Java, 以及 Ada 等他语言。
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LLVMLLVM (Low Level Virtual Machine ，底层虚拟机) 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，可以作为多种编译器的后台来使用。
苹果公司一直使用 GCC 作为官方的编译器。 GCC 作为一款开源的编译器，一直做得不错，但 Apple 对编译工具会提出更高的要求。原因主要有以下两点：
其一，是 Apple 对 Objective-C 语言（包括后来对C语言）新增很多特性，但 GCC 开发者并不买Apple的账——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。其二， GCC 的代码耦合度太高，很难独立，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。
编译器大神 Chris Lattner 横空出世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，更是翻烂了《Compilers: Principles, Techniques, and Tools》，成了GPA满分(4.0) 牛人，并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，。他在硕士毕业论文里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年毕业时就成为了业界小有名气的编译器专家，他也因此早早地被Apple 盯上，最终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 GCC4.0 代码。
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LLVM2.0 - ClangApple 吸收Chris Lattner的目的要比改进GCC代码更具野心 -- Apple 打算从零开始写 C、C++、Objective-C语言的前端 Clang ，完全替代掉GCC 。
Clang 是LLVM的前端，可以用来编译C ， C++ ， ObjectiveC等语言。 Clang则是以LLVM为后端的一款高效易用，并且与IDE 结合很好的编译前端。
Clang 只支持C ， C++和Objective-C三种语言。 2007年开始开发， C编译器最早完成，而由于Objective-C 只是C语言的一个简单扩展，相对简单，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++ 在后来也得到了支持。
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GCC 和 Clang 对比

Clang特性

速度快：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 比 GCC 快2倍多。
内存占用小：Clang 内存占用是源码的 130% ， Apple GCC 则超过 10 倍。
诊断信息可读性强：其中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。