GCC: GNU Compiler Collection
GCC屬于傳統(tǒng)編譯器火惊，傳統(tǒng)編譯器的工作原理基本上都是三段式的，可以分為前端（Frontend）卧抗、優(yōu)化器（Optimizer）读跷、后端（Backend）。前端負(fù)責(zé)解析源代碼唤崭，檢查語法錯誤拷恨，并將其翻譯為抽象的語法樹（Abstract Syntax Tree）。優(yōu)化器對這一中間代碼進(jìn)行優(yōu)化谢肾，試圖使代碼更高效腕侄。后端則負(fù)責(zé)將優(yōu)化器優(yōu)化后的中間代碼轉(zhuǎn)換為目標(biāo)機(jī)器的代碼，這一過程后端會最大化的利用目標(biāo)機(jī)器的特殊指令芦疏，以提高代碼的性能冕杠。
事實上，不光靜態(tài)語言如此酸茴，動態(tài)語言也符合上面這個模型分预，例如Java。Java Virtual Machine也利用上面這個模型薪捍，將Java代碼翻譯為Java bytecode笼痹。這一模型的好處是配喳，當(dāng)我們要支持多種語言時，只需要添加多個前端就可以了凳干。當(dāng)需要支持多種目標(biāo)機(jī)器時晴裹，只需要添加多個后端就可以了。對于中間的優(yōu)化器救赐，我們可以使用通用的中間代碼涧团。
這種三段式的結(jié)構(gòu)還有一個好處，開發(fā)前端的人只需要知道如何將源代碼轉(zhuǎn)換為優(yōu)化器能夠理解的中間代碼就可以了经磅，他不需要知道優(yōu)化器的工作原理泌绣，也不需要了解目標(biāo)機(jī)器的知識。這大大降低了編譯器的開發(fā)難度预厌，使更多的開發(fā)人員可以參與進(jìn)來阿迈。
雖然這種三段式的編譯器有很多有點，并且被寫到了教科書上配乓，但是在實際中這一結(jié)構(gòu)卻從來沒有被完美實現(xiàn)過仿滔。做的比較好的應(yīng)該屬Java和.NET虛擬機(jī)。虛擬機(jī)可以將目標(biāo)語言翻譯為bytecode犹芹，所以理論上講我們可以將任何語言翻譯為bytecode崎页，然后輸入虛擬機(jī)中運行。但是這一動態(tài)語言的模型并不太適合C語言腰埂，所以硬將C語言翻譯為bytecode并實現(xiàn)垃圾回收機(jī)制的效率是非常低的飒焦。
GCC也將三段式做的比較好，并且實現(xiàn)了很多前端屿笼，支持了很多語言牺荠。但是上述這些編譯器的致命缺陷是，他們是一個完整的可執(zhí)行文件驴一，沒有給其它語言的開發(fā)者提供代碼重用的接口休雌。即使GCC是開源的，但是源代碼重用的難度也比較大肝断。
LLVM: Low Level Virtual Machine
LLVM最初是[Low Level Virtual Machine]的縮寫杈曲，定位是一個虛擬機(jī)，但是是比較底層的虛擬機(jī)胸懈。它的出現(xiàn)正是為了解決編譯器代碼重用的問題担扑，LLVM一上來就站在比較高的角度，制定了LLVM IR這一中間代碼表示語言趣钱。LLVM IR充分考慮了各種應(yīng)用場景涌献，例如在IDE中調(diào)用LLVM進(jìn)行實時的代碼語法檢查，對靜態(tài)語言首有、動態(tài)語言的編譯燕垃、優(yōu)化等枢劝。
LLVM與GCC在三段式架構(gòu)上并沒有本質(zhì)區(qū)別。LLVM與其它編譯器最大的差別是卜壕，它不僅僅是Compiler Collection呈野，也是Libraries Collection。舉個例子印叁，假如說我要寫一個XYZ語言的優(yōu)化器，我自己實現(xiàn)了PassXYZ算法军掂，用以處理XYZ語言與其它語言差別最大的地方轮蜕。而LLVM優(yōu)化器提供的PassA和PassB算法則提供了XYZ語言與其它語言共性的優(yōu)化算法。那么我可以選擇XYZ優(yōu)化器在鏈接的時候把LLVM提供的算法鏈接進(jìn)來蝗锥。LLVM不僅僅是編譯器跃洛，也是一個SDK。
Clang錯誤提示比GCC友好得多终议。
