Clang 17, la última versión principal de Clang a partir de octubre de 2023, tiene soporte completo para todos los estándares C++ publicados hasta C++17 , implementa la mayoría de las características de C++20 y tiene soporte inicial para el próximo estándar C++23 . [13] Desde v16.0.0, Clang compila C++ usando el dialecto GNU++17 de forma predeterminada, que incluye características del estándar C++17 y extensiones GNU conformes. [14]
Fondo
En 2005, Apple Inc. hizo un uso extensivo de LLVM en varios productos comerciales, [15] incluyendo el SDK de iOS y Xcode 3.1. Un compilador de código OpenGL para OS X que convierte las llamadas OpenGL en llamadas más fundamentales para unidades de procesamiento gráfico (GPU) que no admiten ciertas características, fue uno de los primeros usos de LLVM. Esto permitió a Apple admitir OpenGL en computadoras que usan chipsets Intel GMA , lo que aumentó el rendimiento en esas máquinas. [16]
Por estas razones, Apple desarrolló Clang, un nuevo frontend de compilador que soporta C, Objective-C y C++. [18] En julio de 2007, el proyecto recibió la aprobación para convertirse en código abierto. [19]
Diseño
Clang trabaja en conjunto con LLVM. [20] La combinación de Clang y LLVM proporciona la mayor parte de la cadena de herramientas para reemplazar la pila GCC . Uno de los principales objetivos de Clang es proporcionar una arquitectura basada en bibliotecas, [21] de modo que el compilador pueda interoperar con otras herramientas que interactúan con el código fuente, como los entornos de desarrollo integrados (IDE). Por el contrario, GCC funciona en un flujo de trabajo de compilación - enlace - depuración ; integrarlo con otras herramientas no siempre es fácil. Por ejemplo, GCC utiliza un paso llamado fold que es clave para el proceso de compilación general, que tiene el efecto secundario de traducir el árbol de código a una forma que se parece al código fuente original. Si se encuentra un error durante o después del paso de fold, puede ser difícil traducirlo de nuevo a una ubicación en la fuente original. Además, los proveedores que utilizan la pila GCC dentro de los IDE deben utilizar herramientas separadas para indexar el código, para proporcionar funciones como resaltado de sintaxis y finalización inteligente de código .
Clang retiene más información durante el proceso de compilación que GCC y conserva la forma general del código original, lo que facilita la asignación de errores a la fuente original. Los informes de errores de Clang son más detallados, específicos y legibles por máquina, por lo que los IDE pueden indexar la salida del compilador. El diseño modular del compilador puede ofrecer indexación de código fuente, verificación de sintaxis y otras funciones normalmente asociadas con los sistemas de desarrollo rápido de aplicaciones . El árbol de análisis también es más adecuado para admitir la refactorización automatizada de código , ya que representa directamente el código fuente original.
Clang compila solo lenguajes similares a C, como C, C++, Objective-C y Objective-C++. En muchos casos, Clang puede reemplazar a GCC según sea necesario, sin otros efectos en la cadena de herramientas en su conjunto. [ cita requerida ] Admite la mayoría de las opciones de GCC de uso común. Flang, un proyecto de Fortran, estaba en curso en 2022. Sin embargo, para otros lenguajes, como Ada , LLVM sigue dependiendo de GCC u otro interfaz de compilador.
Flang-Fortran
El proyecto Flang de Nvidia y The Portland Group añade compatibilidad con Fortran . [22] Flang es la interfaz Fortran de LLVM. A menudo se lo denomina "LLVM Flang" para diferenciarse de "Classic Flang", que son dos compiladores Fortran independientes y separados. "LLVM Flang" se encuentra en desarrollo activo. Las versiones de desarrollo de Flang estaban en proceso en octubre de 2023 [actualizar]y se podían descargar desde el Proyecto LLVM. [23]
Los desarrolladores de Clang tienen como objetivo reducir el consumo de memoria y aumentar la velocidad de compilación en comparación con otros compiladores, como GCC. En octubre de 2007, informaron que Clang compilaba las bibliotecas Carbon más del doble de rápido que GCC, mientras que utilizaba aproximadamente una sexta parte de la memoria y el espacio en disco de GCC. [25] Para 2011, Clang parecía mantener esta ventaja en el rendimiento del compilador. [26] [27] A mediados de 2014, Clang todavía compilaba consistentemente más rápido que GCC en un punto de referencia mixto de tiempo de compilación y rendimiento del programa. [28] Sin embargo, para 2019, Clang es significativamente más lento en la compilación del kernel de Linux que GCC, mientras que sigue siendo ligeramente más rápido en la compilación de LLVM. [29]
Si bien Clang ha sido históricamente más rápido que GCC en la compilación, la calidad de salida ha quedado rezagada. A partir de 2014, el rendimiento de los programas compilados con Clang quedó rezagado con respecto al del programa compilado con GCC, a veces por grandes factores (hasta 5,5x), [28] replicando informes anteriores de rendimiento más lento. [26] Ambos compiladores han evolucionado para aumentar su rendimiento desde entonces, y la brecha se ha reducido:
Las comparaciones realizadas en noviembre de 2016 entre GCC 4.8.2 y clang 3.4, en una gran cantidad de archivos de prueba, muestran que GCC supera a clang en aproximadamente un 17 % en código fuente bien optimizado. Los resultados de las pruebas son específicos del código y el código fuente C no optimizado puede revertir dichas diferencias. Por lo tanto, los dos compiladores parecen comparables en líneas generales. [30] [ fuente no confiable ]
Las comparaciones realizadas en 2019 en Intel Ice Lake han demostrado que los programas generados por Clang 10 han logrado el 96% del rendimiento de GCC 10 en 41 puntos de referencia diferentes (ganando en 22 y perdiendo en 19 de ellos). [29]
En 2023, otra comparación realizada cuatro años después reveló que los programas compilados con Clang ahora igualan el rendimiento de los compilados con GCC. En promedio, Clang 16 supera a GCC 13 en un 6 %. [31]
Interfaz
libclangproporciona una interfaz C, que proporciona una API relativamente pequeña. La funcionalidad expuesta incluye: analizar el código fuente en un AST , cargar AST, recorrer el AST, asociar ubicaciones de origen con elementos dentro del AST.
Historial de estado
Esta tabla presenta solo los pasos y lanzamientos significativos en la historia de Clang.
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