为什么 LLVM/Clang 能迅速发展起来？
LLVM 和 Clang 之所以能飞速发展，并非偶然，而是多方面因素共同作用的结果。如果非要给出一个“为什么”，那一定是因为它恰好击中了那个时代编译器技术的痛点，并提供了一个极具吸引力的解决方案。
一、 顺应时代潮流，解决早期编译器的“顽疾”
在 LLVM/Clang 出现之前，编译器领域早已存在一些挑战和未被充分满足的需求：
传统编译器的“巨石”结构： 很多成熟的编译器，比如 GCC，虽然功能强大，但其内部架构庞大、复杂，耦合度极高。这使得在其基础上进行修改、扩展，尤其是针对新架构或新语言的支持，变得异常困难。就像一座古老的大厦，要加盖一层楼，可能需要牵一发而动全身，维护成本高昂。
优化的碎片化与低效率： 针对代码优化的技术层出不穷，但将这些优化集成到现有的编译器中，或者对现有优化进行改进，往往需要深入理解编译器的内部实现，这对于外部贡献者来说门槛极高。很多时候，优化的实现是分散的，缺乏一个统一、灵活的中间表示（IR）来承载这些优化。
工具链的孤立： 编译器本身是一个工具，但围绕它还有调试器、静态分析器、性能剖析器等一系列工具。在过去，这些工具往往是相互独立的，集成度不高，开发者需要花费大量精力去适配和协调。
LLVM 的出现，可以说就是为了解决这些问题而生的。它的设计理念就包含了“模块化”和“可重用性”，这恰恰是当时编译器领域所急需的“革命”。
二、 LLVM：一套革命性的编译器基础设施
LLVM 最核心的贡献在于其设计理念和核心技术：
1. LLVM IR (Intermediate Representation) 的设计：
解耦前端与后端： LLVM IR 是 LLVM 能够成功的基石。它是一个基于 SSA (Static Single Assignment) 的、类三地址码的中间表示。这有什么好处？
前端（解析、语法分析、语义分析）： 不同的编程语言（C, C++, ObjectiveC, Swift, Rust 等）只需要实现一个“前端”，将自己的语言翻译成 LLVM IR。一旦生成了 LLVM IR，后续所有的优化和后端代码生成都由 LLVM 完成。这极大地降低了支持新语言的门槛。
后端（代码生成）： 不同的目标平台（x86, ARM, PowerPC, RISCV 等）只需要实现一个“后端”，将 LLVM IR 翻译成对应的机器码。
优秀的优化基础： LLVM IR 的设计非常适合进行静态分析和各种高级优化。SSA 形式天然地使得数据流分析变得简单高效，例如常量传播、死代码消除、循环优化等等。LLVM 的优化pass（一个独立的优化单元）可以方便地组合和复用，形成强大的优化链。
易于理解与扩展： 相较于某些编译器内部的、高度优化的、难以阅读的 IR，LLVM IR 的设计更清晰、更直观，也更容易被开发者理解和修改。这降低了贡献者参与优化的门槛。
2. 高度模块化的架构：
Pass Manager： LLVM 将各种优化、转换操作都设计成独立的“pass”。Pass Manager 负责管理这些 pass 的执行顺序，可以灵活地选择、组合不同的 pass 来实现特定的优化目标。这使得开发者可以轻松地添加新的优化，或者对现有优化进行微调，而无需修改整个编译器。
工具链的统一： LLVM 不仅仅是编译器本身，它提供了一整套围绕编译器开发的基础设施。比如：
libclang： 提供对 C/C++/ObjectiveC 语言的深度解析能力，可以用来构建各种静态分析工具、代码补全工具、重构工具等。
lldb： 一个高性能、功能强大的调试器，与 LLVM 深度集成。
sanitizers (ASan, UBSan, MSan, TSan)： 内存安全、未定义行为、有符号整数溢出、线程竞争等检测工具，极大地提高了软件的健壮性。这些工具的实现往往得益于 LLVM IR 提供的丰富信息。
opt： 一个用于 LLVM IR 优化的独立工具，可以方便地测试和调试各种优化 pass。
llvmdis, llvmmc： 用于 LLVM IR 和汇编代码之间的转换工具。
3. 先进的优化技术： LLVM 在很多优化技术上都走在前列，例如：
LinkTime Optimization (LTO)： 在链接阶段进行跨文件的优化，能够获得比单文件优化更好的效果。
ProfileGuided Optimization (PGO)： 利用程序运行时收集的剖析信息来指导编译器的优化，进一步提升性能。
JIT (JustInTime) Compilation： LLVM 也可以用于即时编译，在程序运行时将 LLVM IR 编译成机器码，这为动态语言和高性能计算提供了支持。
三、 Clang：GCC 的现代替代品，用更开放的姿态吸引开发者
Clang 是 LLVM 项目的 C、C++、ObjectiveC 语言前端。它的崛起，直接挑战了 GCC 的统治地位，原因在于：
1. 更友好的开发者体验：
更快的编译速度： 相比于 GCC，Clang 在许多情况下拥有更快的编译速度，尤其是在增量编译方面。这对于开发者来说，意味着更少的等待时间，更流畅的开发流程。
更清晰、更有帮助的错误报告： Clang 在语法错误和警告的报告方面做得尤为出色。它能提供非常精确的错误位置，并给出富有建设性的提示，帮助开发者快速定位和修复问题。这一点，对于新手和资深开发者都极具吸引力。
更简洁的命令行接口： Clang 的命令行参数设计相对更为现代和直观。
2. 更开放、更活跃的社区：
Apache 2.0 许可证： LLVM 项目采用了 Apache 2.0 许可证，这是一个非常宽松的许可证，允许用户自由地使用、修改和分发，包括在闭源产品中使用。这与 GCC 的 GPL 许可证有所不同，对许多商业公司来说更具吸引力，能够鼓励更多的商业支持和贡献。
活跃的贡献者和贡献机制： LLVM 项目早期就吸引了包括 Apple 在内的重要力量。Apple 将 LLVM 作为其 macOS 和 iOS 开发工具链的核心，投入了大量资源进行开发和维护，这极大地推动了 LLVM/Clang 的发展。同时，LLVM 的贡献流程相对清晰，社区氛围也较为开放，吸引了全球范围内的开发者参与。
3. 为现代 C++ 标准提供更好的支持： 随着 C++ 标准的不断演进（C++11, C++14, C++17, C++20 等），Clang 在对这些新特性的支持上往往比 GCC 更快、更完整，这也吸引了大量追求最新语言特性的开发者。
四、 生态系统的建设与驱动
LLVM/Clang 的发展离不开强大的生态系统支持：
Apple 的推动： 如前所述，Apple 在 LLVM/Clang 发展过程中的作用至关重要。他们不仅贡献了大量的代码，还将其作为其核心开发工具链，确保了 LLVM/Clang 的稳定性和可靠性，并将其推向了千万开发者。
Google 的投入： Google 也是 LLVM/Clang 的重要贡献者，特别是在 Android NDK、V8 引擎以及其内部的许多项目上都广泛使用 LLVM。
其他开源项目与商业公司： 许多大型开源项目（如 Firefox, Chrome 的一些组件）和嵌入式领域的开发者都开始转向 LLVM/Clang，因为它提供了更好的灵活性和性能。也有一些商业公司基于 LLVM 构建了自己的工具链或服务。
学术界的认可与研究： LLVM 的设计理念和技术成果也得到了学术界的广泛认可，并在编译器优化、程序分析等领域成为重要的研究平台。
总结来说，LLVM/Clang 之所以能迅速发展，是因为它：
提供了一个革命性的、模块化的编译器基础设施（LLVM IR），解决了传统编译器架构臃肿、难以扩展的问题。
具备强大的、可重用的优化能力，并且易于集成和扩展。
Clang 作为其前端，提供了更友好的开发者体验、更快的编译速度和更清晰的错误信息，成功吸引了开发者。
采用了更宽松的许可证，吸引了商业公司的支持和贡献。
得到了 Apple、Google 等巨头的战略性投入和推广，构建了繁荣的生态系统。
这就像一个完美的风口，LLVM/Clang 恰好出现了，并且用一种更优雅、更现代、更开放的方式，解决了开发者长期以来在编译器技术上遇到的困境，自然而然地获得了巨大的成功。它不仅仅是一个编译器，更是一种编译器开发和应用的新范式。
一、 顺应时代潮流，解决早期编译器的“顽疾”
在 LLVM/Clang 出现之前，编译器领域早已存在一些挑战和未被充分满足的需求：
传统编译器的“巨石”结构： 很多成熟的编译器，比如 GCC，虽然功能强大，但其内部架构庞大、复杂，耦合度极高。这使得在其基础上进行修改、扩展，尤其是针对新架构或新语言的支持，变得异常困难。就像一座古老的大厦，要加盖一层楼，可能需要牵一发而动全身，维护成本高昂。
优化的碎片化与低效率： 针对代码优化的技术层出不穷，但将这些优化集成到现有的编译器中，或者对现有优化进行改进，往往需要深入理解编译器的内部实现，这对于外部贡献者来说门槛极高。很多时候，优化的实现是分散的，缺乏一个统一、灵活的中间表示（IR）来承载这些优化。
工具链的孤立： 编译器本身是一个工具，但围绕它还有调试器、静态分析器、性能剖析器等一系列工具。在过去，这些工具往往是相互独立的，集成度不高，开发者需要花费大量精力去适配和协调。
LLVM 的出现，可以说就是为了解决这些问题而生的。它的设计理念就包含了“模块化”和“可重用性”，这恰恰是当时编译器领域所急需的“革命”。
二、 LLVM：一套革命性的编译器基础设施
LLVM 最核心的贡献在于其设计理念和核心技术：
1. LLVM IR (Intermediate Representation) 的设计：
解耦前端与后端： LLVM IR 是 LLVM 能够成功的基石。它是一个基于 SSA (Static Single Assignment) 的、类三地址码的中间表示。这有什么好处？
前端（解析、语法分析、语义分析）： 不同的编程语言（C, C++, ObjectiveC, Swift, Rust 等）只需要实现一个“前端”，将自己的语言翻译成 LLVM IR。一旦生成了 LLVM IR，后续所有的优化和后端代码生成都由 LLVM 完成。这极大地降低了支持新语言的门槛。
后端（代码生成）： 不同的目标平台（x86, ARM, PowerPC, RISCV 等）只需要实现一个“后端”，将 LLVM IR 翻译成对应的机器码。
优秀的优化基础： LLVM IR 的设计非常适合进行静态分析和各种高级优化。SSA 形式天然地使得数据流分析变得简单高效，例如常量传播、死代码消除、循环优化等等。LLVM 的优化pass（一个独立的优化单元）可以方便地组合和复用，形成强大的优化链。
易于理解与扩展： 相较于某些编译器内部的、高度优化的、难以阅读的 IR，LLVM IR 的设计更清晰、更直观，也更容易被开发者理解和修改。这降低了贡献者参与优化的门槛。
2. 高度模块化的架构：
Pass Manager： LLVM 将各种优化、转换操作都设计成独立的“pass”。Pass Manager 负责管理这些 pass 的执行顺序，可以灵活地选择、组合不同的 pass 来实现特定的优化目标。这使得开发者可以轻松地添加新的优化，或者对现有优化进行微调，而无需修改整个编译器。
工具链的统一： LLVM 不仅仅是编译器本身，它提供了一整套围绕编译器开发的基础设施。比如：
libclang： 提供对 C/C++/ObjectiveC 语言的深度解析能力，可以用来构建各种静态分析工具、代码补全工具、重构工具等。
lldb： 一个高性能、功能强大的调试器，与 LLVM 深度集成。
sanitizers (ASan, UBSan, MSan, TSan)： 内存安全、未定义行为、有符号整数溢出、线程竞争等检测工具，极大地提高了软件的健壮性。这些工具的实现往往得益于 LLVM IR 提供的丰富信息。
opt： 一个用于 LLVM IR 优化的独立工具，可以方便地测试和调试各种优化 pass。
llvmdis, llvmmc： 用于 LLVM IR 和汇编代码之间的转换工具。
3. 先进的优化技术： LLVM 在很多优化技术上都走在前列，例如：
LinkTime Optimization (LTO)： 在链接阶段进行跨文件的优化，能够获得比单文件优化更好的效果。
ProfileGuided Optimization (PGO)： 利用程序运行时收集的剖析信息来指导编译器的优化，进一步提升性能。
JIT (JustInTime) Compilation： LLVM 也可以用于即时编译，在程序运行时将 LLVM IR 编译成机器码，这为动态语言和高性能计算提供了支持。
三、 Clang：GCC 的现代替代品，用更开放的姿态吸引开发者
Clang 是 LLVM 项目的 C、C++、ObjectiveC 语言前端。它的崛起，直接挑战了 GCC 的统治地位，原因在于：
1. 更友好的开发者体验：
更快的编译速度： 相比于 GCC，Clang 在许多情况下拥有更快的编译速度，尤其是在增量编译方面。这对于开发者来说，意味着更少的等待时间，更流畅的开发流程。
更清晰、更有帮助的错误报告： Clang 在语法错误和警告的报告方面做得尤为出色。它能提供非常精确的错误位置，并给出富有建设性的提示，帮助开发者快速定位和修复问题。这一点，对于新手和资深开发者都极具吸引力。
更简洁的命令行接口： Clang 的命令行参数设计相对更为现代和直观。
2. 更开放、更活跃的社区：
Apache 2.0 许可证： LLVM 项目采用了 Apache 2.0 许可证，这是一个非常宽松的许可证，允许用户自由地使用、修改和分发，包括在闭源产品中使用。这与 GCC 的 GPL 许可证有所不同，对许多商业公司来说更具吸引力，能够鼓励更多的商业支持和贡献。
活跃的贡献者和贡献机制： LLVM 项目早期就吸引了包括 Apple 在内的重要力量。Apple 将 LLVM 作为其 macOS 和 iOS 开发工具链的核心，投入了大量资源进行开发和维护，这极大地推动了 LLVM/Clang 的发展。同时，LLVM 的贡献流程相对清晰，社区氛围也较为开放，吸引了全球范围内的开发者参与。
3. 为现代 C++ 标准提供更好的支持： 随着 C++ 标准的不断演进（C++11, C++14, C++17, C++20 等），Clang 在对这些新特性的支持上往往比 GCC 更快、更完整，这也吸引了大量追求最新语言特性的开发者。
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Google 的投入： Google 也是 LLVM/Clang 的重要贡献者，特别是在 Android NDK、V8 引擎以及其内部的许多项目上都广泛使用 LLVM。
其他开源项目与商业公司： 许多大型开源项目（如 Firefox, Chrome 的一些组件）和嵌入式领域的开发者都开始转向 LLVM/Clang，因为它提供了更好的灵活性和性能。也有一些商业公司基于 LLVM 构建了自己的工具链或服务。
学术界的认可与研究： LLVM 的设计理念和技术成果也得到了学术界的广泛认可，并在编译器优化、程序分析等领域成为重要的研究平台。
总结来说，LLVM/Clang 之所以能迅速发展，是因为它：
提供了一个革命性的、模块化的编译器基础设施（LLVM IR），解决了传统编译器架构臃肿、难以扩展的问题。
具备强大的、可重用的优化能力，并且易于集成和扩展。
Clang 作为其前端，提供了更友好的开发者体验、更快的编译速度和更清晰的错误信息，成功吸引了开发者。
采用了更宽松的许可证，吸引了商业公司的支持和贡献。
得到了 Apple、Google 等巨头的战略性投入和推广，构建了繁荣的生态系统。
这就像一个完美的风口，LLVM/Clang 恰好出现了，并且用一种更优雅、更现代、更开放的方式，解决了开发者长期以来在编译器技术上遇到的困境，自然而然地获得了巨大的成功。它不仅仅是一个编译器，更是一种编译器开发和应用的新范式。
网友意见
1. LLVM / Clang License是BSD，这条很重要
2. GCC代码搓，历史包袱巨重，而LLVM / Clang 代码组织结构非常漂亮，你想要改LLVM / Clang 比 GCC 轻松很多。最近我给GCC和Clang都开过Bug，但是Clang的Bug我都愿意去找源码哪里可以修改，报Bug的时候也会说我找到的地方，如何修改等（如
Bug 23791 – Clang emit wrong mangling of long double type for PPC64 in the Red Hat），但是GCC我都不愿意去看源代码（虽然我也不能看），只报Bug。
3. LLVM / Clang 自己的表现也确实很出色，编译速度，执行速度，诊断信息等
4. LLVM / Clang 的背后是有钱的苹果，有钱真的是大爷
而背后的动力和推手么，动力就是对GCC用的很不满，定制性，可扩展性等都非常的差，而且那时候苹果的Objective-C在GCC那里也得不到很好的支持。
这里再次说了License，就说说License这条到底有多重要。比如我们IBM编译器其实除了我所在IBM XL C/C++ Compiler，我们还有一个组是与GCC有关联的，叫做Advance Toolchain，简称AT，而AT Team的就是专干GCC的，而在那个组干过的人就永不能到我们这边干活。同样，由于License的原因，我们根本不准看GCC代码，只能猜，但是我们却又要保持与它的兼容性，那么有了BSD License那可就爽多了。
而你说其它开源的东西，如Linux等再造。其它开源的东西姑且不说，如果是类似Linux这样的东西造起来，那么先说一下新造出来的操作系统的生态问题吧。即为什么要用你这个操作系统，还要为你这个操作系统开发软件呢？
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