ความแตกต่างระหว่าง Clang และ LLVM กับ GCC

เมื่อพิจารณาถึงโลกของคอมไพเลอร์สมัยใหม่ จะพบว่าชื่อต่างๆ นั้น... Clang และ LLVM คำย่อเหล่านี้ปรากฏอยู่ทั่วไปและมักถูกใช้สลับกันไปมา อย่างไรก็ตาม เบื้องหลังคำย่อเหล่านี้มีแนวคิดที่แตกต่างกันซึ่งควรค่าแก่การทำความเข้าใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณต้องการใช้ระบบของคุณ ระบบปฏิบัติการ Linux หรือโปรเจ็กต์ C, C++ หรือ Objective-C ให้เกิดประโยชน์สูงสุด

ในการใช้งานจริง นักพัฒนาหลายคนคุ้นเคยกับ GCC มากกว่า แต่ก็เริ่มพบเห็นสภาพแวดล้อมที่ให้ความสำคัญกับ มากขึ้นเรื่อยๆ ใช้ Clang เป็นส่วนหน้า (frontend) และ LLVM เป็นโครงสร้างพื้นฐาน (infrastructure)การเปลี่ยนจากคอมไพเลอร์หนึ่งไปอีกคอมไพเลอร์หนึ่งไม่ใช่แค่เรื่องของการเรียกใช้ไฟล์ไบนารีที่แตกต่างกันเท่านั้น แต่ยังมีรายละเอียดปลีกย่อยในเรื่องความเข้ากันได้ การเพิ่มประสิทธิภาพ ตัวเลือกเริ่มต้น และพฤติกรรมในการใช้งานจริง ซึ่งอาจสร้างความแตกต่างอย่างมากได้

สิ่งแรกที่ต้องชี้แจงคือ LLVM ไม่ใช่คอมไพเลอร์ตัวเดียวLLVM ไม่ใช่แค่เครื่องมือหรือไลบรารีการคอมไพล์ที่ใช้เป็นพื้นฐานสำหรับส่วนหน้าต่างๆ รวมถึง Clang เท่านั้น นอกจากนี้ LLVM ยังมีตัวเพิ่มประสิทธิภาพโค้ดระดับกลาง ส่วนหลังสำหรับการสร้างโค้ดเครื่องสำหรับสถาปัตยกรรมต่างๆ และตัวทดแทนเครื่องมือแบบดั้งเดิม เช่น ar, nm, ranlib หรือแม้แต่ตัวเชื่อมโยงเช่น แอลแอลดี.

ส่วน Clang นั้นก็คือ... ส่วนหน้าของ ภาษา C, C++ และ Objective-CObjective-C++, CUDA และ RenderScript ภายในระบบนิเวศของ LLVM หน้าที่หลักคือการวิเคราะห์ซอร์สโค้ด ตรวจสอบว่าสอดคล้องกับมาตรฐานของภาษา สร้างข้อความวินิจฉัยที่ชัดเจน และแปลงเป็นรูปแบบการแสดงผลระดับกลาง (IR) ของ LLVM ซึ่งจะได้รับการปรับปรุงและแปลงเป็นโค้ดที่สามารถทำงานได้โดยส่วนที่เหลือของชุดเครื่องมือ

ดังนั้น เมื่อผู้คนพูดถึง "การใช้ Clang ในระบบ" พวกเขากำลังใช้ Clang ในระบบจริงๆ ใช้ Clang เป็นคอมไพเลอร์ฝั่ง front-end และ LLVM เป็นคอมไพเลอร์ฝั่ง back-endโดยมีตัวเลือกในการใช้ยูทิลิตี้เสริมของ LLVM (binutils, linker, ไลบรารีรันไทม์ ฯลฯ) ร่วมด้วย ตัวอย่างเช่น สามารถใช้ Clang แทน GCC ได้โดยตรง แต่ยังคงใช้ไลบรารีมาตรฐาน C++ ของ GCC, รันไทม์ และโครงสร้างพื้นฐานส่วนใหญ่ของ GNU ต่อไปได้

ประเด็นสำคัญประการหนึ่งคือ ในระบบ Linux หลายระบบ ส่วนประกอบของ GCC (ไลบรารี C++ มาตรฐาน, ตัวคลายเกลียว, OpenMP, ไลบรารีตรวจสอบความถูกต้อง ฯลฯ) ยังคงใช้งานได้อยู่ ส่วนประกอบพื้นฐานของระบบถึงกระนั้น ตัวเลือกในการสร้างชุดเครื่องมือที่ใช้ LLVM เกือบทั้งหมดก็ค่อยๆ เป็นที่ยอมรับมากขึ้นเรื่อยๆ แม้กระทั่งเข้ามาแทนที่ GNU binutils ส่วนใหญ่ และเหลือเพียงไลบรารี C แบบดั้งเดิมที่เป็นส่วนประกอบที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งโดยปกติแล้ว glibc.

ความสัมพันธ์ระหว่าง Clang, LLVM และ GCC

เมื่อบทบาทของแต่ละส่วนชัดเจนแล้ว สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่า Clang/LLVM และ GCC แตกต่างกันอย่างไรในฐานะชุดเครื่องมือที่สมบูรณ์ ทั้งสองโครงการมีเป้าหมายที่คล้ายคลึงกัน: คอมไพล์โค้ดที่มีประสิทธิภาพและถูกต้อง สำหรับสถาปัตยกรรมและแพลตฟอร์มจำนวนมาก แต่ละแพลตฟอร์มมีรูปแบบการออกแบบภายในที่แตกต่างกัน และมีการตัดสินใจที่แตกต่างกันเกี่ยวกับค่าเริ่มต้นและการขยายภาษา

หนึ่งในเป้าหมายที่ระบุไว้ของโครงการ Clang คือการรักษาไว้ซึ่ง มีความเข้ากันได้สูงกับโค้ดที่ออกแบบมาสำหรับ GCCในทางปฏิบัติ หมายความว่าในระบบปฏิบัติการหลายๆ ตัว เช่น Gentoo คุณสามารถลองใช้ Clang เป็นคอมไพเลอร์เริ่มต้นสำหรับแพ็กเกจระบบส่วนใหญ่ได้ อย่างไรก็ตาม แนวคิดเรื่อง "การใช้ Clang ทั่วทั้งระบบ" ยังคงถือว่าเป็นแนวคิดที่ค่อนข้างทดลองอยู่ เพราะบางแพ็กเกจขึ้นอยู่กับส่วนขยาย GCC ที่เฉพาะเจาะจงมาก บางแพ็กเกจคาดหวังพฤติกรรมบางอย่างจากตัวเลือกเริ่มต้นของ GCC และบางแพ็กเกจถึงแม้จะคอมไพล์ได้ แต่ก็มีปัญหาขณะรันไทม์

เมื่อมีการบังคับใช้ Clang ทั่วโลกและเกิดปัญหาขึ้น วิธีแก้ปัญหาแบบดั้งเดิมมักจะเป็นการกำหนดสภาพแวดล้อมของ ใช้ GCC เป็นทางเลือกสำรองในบริบทนี้ GCC ถูกใช้สำหรับแพ็กเกจที่ไม่ทำงานได้ดีกับ Clang หรือกับไลบรารีและรันไทม์ทางเลือกที่ LLVM จัดหาให้ แนวทางผสมผสานนี้ ซึ่งพบได้ทั่วไปใน Gentoo ถูกนำไปใช้ผ่านการกำหนดค่าใน /etc/portage/make.conf และไฟล์สภาพแวดล้อมเฉพาะสำหรับคอมไพเลอร์แต่ละตัว

อีกแง่มุมหนึ่งที่ทั้งสองแตกต่างกันอย่างมากคือวิธีการนำไปใช้ การเพิ่มประสิทธิภาพเวลาการเชื่อมต่อ (LTO)Clang/LLVM ได้พัฒนาแนวทางของตนเอง โดยแนะนำให้ใช้ ThinLTO เป็นโหมด ในขณะที่ GCC ใช้การออกแบบที่แตกต่างออกไปสำหรับขั้นตอน LTO ในทางปฏิบัติ นั่นหมายความว่าพฤติกรรม ประสิทธิภาพ และความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้นกับ LTO อาจแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับคอมไพเลอร์ที่ใช้

ความแตกต่างที่สำคัญเมื่อเทียบกับกลุ่มประเทศ GCC

หนึ่งในความแตกต่างที่เห็นได้ชัดที่สุดซึ่งส่งผลต่อการใช้งานในชีวิตประจำวันคือส่วนขยายภาษาที่คอมไพเลอร์แต่ละตัวรองรับ Clang พยายามที่จะเข้ากันได้กับระบบนิเวศของ GCC เป็นส่วนใหญ่ แต่ มันไม่รองรับส่วนขยายเฉพาะของ GCC บางอย่างเช่น ฟังก์ชันซ้อนกัน นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลสำคัญที่ทำให้ Clang ประสบปัญหาในการคอมไพล์แพ็กเกจที่สำคัญเช่นนี้ sys-libs/glibcอย่างไรก็ตาม ขณะนี้กำลังดำเนินการเพื่อทำให้ glibc สามารถใช้งานร่วมกับเครื่องมือทางเลือกอื่นๆ ได้มากขึ้น

นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างกันในส่วนของแฟล็กที่เกี่ยวข้องกับการจัดการการคำนวณเลขทศนิยม โดยค่าเริ่มต้น GCC จะทำงานอยู่ -ftrapping-mathในขณะที่ Clang ใช้ค่าเริ่มต้น -fno-trapping-mathความแตกต่างนี้บ่งชี้ว่า พฤติกรรมในการจัดการกับข้อผิดพลาดเกี่ยวกับเลขทศนิยมบางประเภทอาจแตกต่างกันไปในแต่ละคอมไพเลอร์ หากนักพัฒนาไม่ได้กำหนดไว้อย่างชัดเจนว่าต้องการให้จัดการกรณีเหล่านี้อย่างไรในโปรเจกต์ของตน

อีกประเด็นสำคัญคือวิธีการจัดการกับการแทรกแซงความหมาย (semantic interposition) โดย GCC จะเปิดใช้งานฟังก์ชันนี้โดยค่าเริ่มต้น -fsemantic-interpositionวิธีนี้อนุญาตให้แทรกสัญลักษณ์ข้ามไลบรารีที่ใช้ร่วมกันตามกฎการเชื่อมโยง ELF ได้ แต่ก็อาจจำกัดการเพิ่มประสิทธิภาพระหว่างฟังก์ชันบางอย่าง ในทางกลับกัน Clang จะทำการเพิ่มประสิทธิภาพระหว่างฟังก์ชันโดยค่าเริ่มต้นและมีตัวเลือกให้เลือกใช้ -fno-semantic-interposition เพื่อใช้ประโยชน์จากการปรับปรุงประสิทธิภาพเหล่านี้ให้มากขึ้น เมื่อโค้ดอนุญาตและไม่ได้อิงตามวิธีแทรกสอดแบบคลาสสิก

ความแตกต่างด้านการออกแบบเหล่านี้อาจดูเล็กน้อย แต่ส่งผลกระทบอย่างมากต่อวิธีการคอมไพล์และการทำงานของซอฟต์แวร์ เป็นเรื่องปกติที่สิ่งที่ "ทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบ" กับ GCC อาจต้องใช้... การปรับเปลี่ยนในแฟล็กหรือในซอร์สโค้ด เพื่อให้สามารถคอมไพล์และรันได้อย่างถูกต้องด้วย Clang และในทางกลับกัน โดยเฉพาะในโครงการที่ผลักดันขีดจำกัดของมาตรฐานหรือขึ้นอยู่กับรายละเอียดปลีกย่อยของการเชื่อมโยงเป็นอย่างมาก

ความแตกต่างเล็กน้อยแต่สำคัญ

ในระดับของตัวเลือกการสร้างเริ่มต้น ยังมีรายละเอียดปลีกย่อยที่ไม่ชัดเจนนักแต่ก็คุ้มค่าที่จะทราบ ตัวอย่างเช่น GCC ใช้ตัวเลือกนี้เป็นค่าเริ่มต้น -ffp-contract=fastในขณะที่ Clang ใช้ค่าเริ่มต้น -ffp-contract=onการตั้งค่าของ GCC นั้นค่อนข้างก้าวร้าวและสามารถจัดลำดับใหม่หรือปรับแต่งได้ในลักษณะที่ในบางสถานการณ์ที่ต้องการความแม่นยำทางตัวเลขสูง อาจมีความเสี่ยงมากกว่า ในขณะที่ Clang ด้วยการตั้งค่าเริ่มต้น มักจะอนุรักษ์นิยมมากกว่า ซึ่งหลายคนมองว่าเป็นพฤติกรรมที่ปลอดภัยกว่า เว้นแต่เป้าหมายหลักคือการเพิ่มประสิทธิภาพให้สูงสุด

ในส่วนของการประมวลผลแบบเวกเตอร์ จนถึงเวอร์ชัน 12 นั้น GCC ยังไม่ได้ทำการปรับแต่งเวกเตอร์ในระดับดังกล่าว -O2 หรือต่ำกว่าอย่างไรก็ตาม Clang จะเปิดใช้งานการเพิ่มประสิทธิภาพเวกเตอร์ในทุกระดับที่สูงกว่า -O1ยกเว้นใน -Ozโดยที่ข้อจำกัดนั้นอยู่ที่ตัวแปลงเวกเตอร์ SLP แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่ค่อยก่อให้เกิดปัญหาโดยตรง แต่ก็อธิบายได้ว่าทำไมบางครั้งโค้ดเดียวกันจึงได้ผลลัพธ์เช่นเดียวกัน ผลลัพธ์ที่ได้จะแตกต่างกันไปตามคอมไพเลอร์แม้จะมีตัวเลือกการปรับแต่งที่ดูเหมือนจะเทียบเท่ากันก็ตาม

ขั้นตอน LTO เป็นอีกจุดหนึ่งที่ทั้งสองโครงการแตกต่างกัน ขั้นตอน LTO ของ GCC และ Clang ถือว่าดำเนินการในลักษณะที่แตกต่างกัน แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงนั่นหมายความว่าแพ็กเกจที่คอมไพล์และทำงานได้ดีกับ LTO ภายใต้ GCC อาจไม่ทำงานได้ดีกับ Clang และในทางกลับกัน ไม่มีกฎตายตัว ในหลายกรณีขึ้นอยู่กับการทดสอบ ข้อบกพร่องเฉพาะ และลักษณะเฉพาะของแต่ละโปรเจกต์

นอกจากนี้ยังมีรายละเอียดเชิงปฏิบัติเล็กๆ น้อยๆ เช่น ข้อเท็จจริงที่ว่า Clang เมื่อทำงานร่วมกับระบบปฏิบัติการบางระบบ ห้ามติดตั้งโดยตรงบน /usr/binแต่ในเส้นทางเฉพาะที่ถูกเพิ่มเข้าไปในตัวแปรสภาพแวดล้อม PATHสิ่งนี้ส่งผลกระทบต่อเครื่องมือต่างๆ เช่น sudoผู้ที่ใช้ PATH ตัวมันเองถูก "ล้าง" และคอมไพล์เข้าไปในไบนารี ดังนั้นเมื่อ Clang เวอร์ชันใหม่ปรากฏขึ้น อาจจะไม่สามารถดาวน์โหลดได้จากที่นี่ sudo จนกว่าเครื่องมือสิทธิ์จะได้รับการคอมไพล์ใหม่หรือกำหนดค่าใหม่

การติดตั้งและการกำหนดค่าด้วย Clang/LLVM

ในระบบปฏิบัติการอย่าง Gentoo นั้น Clang และส่วนประกอบอื่นๆ ของ LLVM จะถูกควบคุมผ่านทาง ธงการใช้งาน และตัวแปรเฉพาะต่างๆ เช่น LLVM_TARGETSข้อสุดท้ายนี้จะกำหนดว่าแบ็กเอนด์ LLVM ถูกสร้างขึ้นสำหรับสถาปัตยกรรมใด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งหากคุณต้องการรองรับซีพียูหรืออุปกรณ์หลายตัว

โดยทั่วไปแล้ว การติดตั้ง Clang จะใช้ตัวจัดการแพ็กเกจ และเมื่อติดตั้งเสร็จเรียบร้อยแล้ว คุณสามารถกำหนดค่าให้ Clang ทำหน้าที่เป็นคอมไพเลอร์หลักสำหรับบางแพ็กเกจหรือใช้งานทั่วทั้งระบบได้ ใน Gentoo วิธีทั่วไปในการตั้งค่า Clang ให้เป็นคอมไพเลอร์เริ่มต้นคือการแก้ไขตัวแปรต่างๆ CC y CXX ในไฟล์ /etc/portage/make.confโดยชี้ไปยังไฟล์ปฏิบัติการของ Clang และไฟล์ที่เทียบเท่าในภาษา C++

กลยุทธ์ที่ยืดหยุ่นอีกอย่างหนึ่งคือการใช้ไฟล์สภาพแวดล้อมใน /etc/portage/envโดยมีการกำหนด "โปรไฟล์" คอมไพเลอร์สองแบบ แบบแรกใช้ Clang และแบบที่สองใช้ GCC ซึ่งช่วยให้สามารถกำหนดโปรไฟล์คอมไพเลอร์ผ่านไฟล์ได้ /etc/portage/package.env, คอมไพเลอร์ที่แตกต่างกันต่อแพ็กเกจตัวอย่างเช่น ใช้ Clang สำหรับส่วนใหญ่ของระบบ แต่บังคับใช้ GCC กับแพ็กเกจที่มีปัญหาหรือมีความอ่อนไหวเป็นพิเศษ

มีรายละเอียดทางประวัติศาสตร์ที่ต้องพิจารณา ก่อนเวอร์ชัน 14.0.0 นั้น Clang ฉันไม่มีทางเลือกอื่น default-pie คล้ายกับของกลุ่มประเทศ GCCจำเป็นต้องเพิ่มข้อมูลด้วยตนเอง -fPIC en CFLAGS y -pie en LDFLAGS เพื่อสร้างไฟล์ปฏิบัติการที่มีการกำหนดตำแหน่งอย่างอิสระ ในเวอร์ชันใหม่ๆ นั้นได้มีการทำให้ง่ายขึ้นแล้ว แต่หากคุณใช้การตั้งค่าแบบเก่า ควรตรวจสอบและลบการอ้างอิงที่ล้าสมัยในตัวแปรแฟล็กออก

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าคุณจะสร้างระบบที่เน้นการใช้งาน Clang และ LLVM เป็นหลัก คุณก็ยังคงต้องการ... GCC สำหรับแพ็กเกจบางรายการ เช่น glibc หรือ wine บางดิสทริบิวชันมีระบบติดตามบั๊กที่รวบรวมแพ็กเกจทั้งหมดที่ไม่สามารถคอมไพล์ได้ด้วย Clang ซึ่งช่วยในการตัดสินใจว่าจะหันไปใช้คอมไพเลอร์ GNU เมื่อใด

สภาพแวดล้อมสำรองและตัวเลือกคอมไพเลอร์

เมื่อใช้โปรไฟล์แบบทดลองที่เน้น LLVM (ซึ่งไม่เหมือนกับการติดตั้ง Clang โดยตรง) จะเกิดข้อจำกัดเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมสำรอง สภาพแวดล้อม "GCC fallback" ทั่วไปอาจใช้งานไม่ได้หากระบบทั้งหมดถูกตั้งค่าให้ใช้ตัวอย่างเช่น... libc++ เป็นไลบรารีมาตรฐานของ C++ในกรณีเหล่านั้น ธงต่างๆ เช่น -stdlib=libc++ เมื่อมีการเรียกใช้ GCC ในสถานการณ์ฉุกเฉินนั้น พฤติกรรมก็อาจจะไม่เป็นไปตามที่คาดหวังไว้ก็ได้

แนวคิดเชิงปฏิบัติคือการสร้างใน /etc/portage/env ตัวอย่างเช่น ไฟล์การกำหนดค่า compiler-gccโดยกำหนดตัวแปรสภาพแวดล้อมที่จำเป็นสำหรับการคอมไพล์ด้วย GCC จากนั้น ใน /etc/portage/package.envแพ็กเกจที่ต้องใช้สภาพแวดล้อมนี้จะถูกกำหนด โดยรูปแบบนี้จะถูกทำซ้ำด้วยการผสมผสานที่แตกต่างกัน เช่น Clang ที่ไม่มี LTO, Clang ที่มี LTO, GCC ที่ไม่มี LTO, GCC ที่มี LTO เป็นต้น

ดังนั้น เมื่อแพ็กเกจล้มเหลวในการใช้งานกับ Clang (เนื่องจากส่วนขยายของ GCC ปัญหา LTO การพึ่งพาข้ามแพ็กเกจ ฯลฯ) ก็เพียงพอแล้วที่จะ... เพิ่มลงในรายการแพ็กเกจที่คอมไพล์ด้วยสภาพแวดล้อมอื่นด้วยเหตุนี้ การใช้งาน Clang และ GCC ร่วมกันจึงค่อนข้างสะดวก หากคุณมีความเป็นระเบียบวินัยในการดูแลรักษาไฟล์การกำหนดค่าเหล่านั้น

ในแง่ที่ "เป็นมนุษย์" มากขึ้น ผู้ใช้หลายคนสงสัยว่าสคริปต์การกำหนดค่าจะเลือกคอมไพเลอร์ตัวใดเมื่อติดตั้งทั้งสองตัวแล้ว โดยทั่วไป ระบบการสร้างจะปฏิบัติตามกฎที่ชัดเจน: มันจะดูที่ตัวแปรสภาพแวดล้อม เช่น CC y CXXตรวจสอบว่ามีคอมไพเลอร์ใดบ้างที่ใช้งานได้ PATHและในบางกรณีจะให้ความสำคัญกับชื่อเฉพาะบางชื่อ เช่น gcc o clangดังนั้น “การตั้งค่าที่ต้องการ” จึงไม่ใช่เรื่องมหัศจรรย์ แต่ถูกกำหนดโดยการตั้งค่าระบบและพารามิเตอร์ที่ผู้ใช้กำหนด

การใช้งาน Clang/LLVM ขั้นสูง: LTO, PGO และอื่นๆ

Clang สามารถทำงานร่วมกับได้อย่างลงตัว เทคนิคการเพิ่มประสิทธิภาพขั้นสูง เช่น LTO (Link Time Optimization) และ PGO (Profile Guided Optimization) ในกรณีของ LTO คอมไพเลอร์จะสร้างบิตโค้ด LLVM แทนที่จะเป็นโค้ดออบเจ็กต์แบบดั้งเดิม และเลื่อนการปรับแต่งส่วนใหญ่ไปที่ขั้นตอนการเชื่อมโยง

Clang รองรับ LTO สองประเภทหลัก ในอีกด้านหนึ่ง... LTO เสร็จสมบูรณ์ซึ่งจะวิเคราะห์หน่วยลิงก์ทั้งหมดพร้อมกัน เป็นวิธีการแบบดั้งเดิม คล้ายกับ GCC แต่ปัจจุบันไม่แนะนำให้ใช้เป็นตัวเลือกแรกอีกต่อไป ในทางกลับกัน มี... ThinLTOโดยที่หน่วยเชื่อมโยงจะถูกสแกนและแบ่งออกเป็นหลายส่วน แต่ละส่วนจะมีเฉพาะโค้ดที่เกี่ยวข้องกับขอบเขตของมันเท่านั้น ซึ่งจะช่วยลดการใช้หน่วยความจำ เร่งความเร็วในการคอมไพล์ และเพิ่มการทำงานแบบขนานโดยไม่ลดประสิทธิภาพลงมากเกินไป

ในทางปฏิบัติ การเปิดใช้งาน ThinLTO จะใช้แฟล็ก เช่น -flto=thin ในตัวแปรการคอมไพล์ หากคุณต้องการใช้ LTO แบบเต็ม ให้แทนที่ด้วย -fltoโดยไม่มีความแตกต่างด้านความเข้ากันได้ที่สำคัญระหว่างสองโหมด อย่างไรก็ตาม ควรจำไว้ว่าหากแพ็กเกจ clang-common ไม่ได้สร้างขึ้นโดยใช้ธง USE default-lldจำเป็นต้องเพิ่ม -fuse-ld=lld a LDFLAGS เพื่อให้มีการใช้ลิงเกอร์ LLVM

คุณยังสามารถใช้เครื่องมือ binutils ของ LLVM ได้เช่นกัน เช่น llvm-ar, llvm-nm y llvm-ranlibโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำงานกับบิตโค้ดที่สร้างจาก LTO เครื่องมือเหล่านี้เป็นทางเลือกที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อให้เข้าใจรูปแบบนั้น แม้ว่าประสบการณ์การใช้งานจริงจะแตกต่างกันไปตามโครงการ และไม่ได้ให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าเครื่องมือมาตรฐานเสมอไป

สำหรับ PGO นั้น ระบบนิเวศของ LLVM มีส่วนประกอบต่างๆ เช่น clang-runtime ด้วยแฟล็ก USE sanitize y compiler-rt-sanitizers พร้อมธงต่างๆ เช่น profile u orcการเปิดใช้งานแฟล็ก USE pgo ในระดับโดยรวมหรือระดับแพ็กเกจ ข้อมูลการทำงานของโปรแกรมแบบเรียลไทม์สามารถรวบรวมและป้อนให้กับคอมไพเลอร์พร้อมกับโปรไฟล์เหล่านี้ เพื่อให้คอมไพเลอร์สามารถปรับแต่งเส้นทางการทำงานของโค้ดที่ใช้งานบ่อยตามการใช้งานจริงได้

นอกเหนือจากที่กล่าวมาข้างต้น Clang ยังทำงานได้ดีมากกับระบบแคชต่างๆ เช่น แคชเมื่อติดตั้ง Clang แล้ว โปรเจกต์เหล่านี้มักจะทำงานได้โดยอัตโนมัติ ทำให้การคอมไพล์ใหม่เร็วขึ้น และในสาขาที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น โปรเจกต์ต่างๆ เช่น ใบพัดPropeller เป็นแนวทาง PGO ที่ออกแบบมาเพื่อแก้ไขปัญหาของเครื่องมือต่างๆ เช่น Bolt โดยเฉพาะอย่างยิ่งปัญหาการใช้หน่วยความจำ Propeller อาศัย Clang และต้องการส่วนประกอบอื่นๆ เช่น... app-arch/zstd ด้วยแฟล็ก USE static-libsนอกเหนือจากการรวบรวมจากแหล่งข้อมูลที่ค่อนข้างเฉพาะเจาะจงแล้ว

ปัญหาที่พบบ่อยและวิธีแก้ไขโดยใช้ Clang

ในสภาพแวดล้อมที่ Clang ทำหน้าที่เป็นคอมไพเลอร์หลัก ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดมักจะรวมกลุ่มกันเป็นรูปแบบทั่วไปไม่กี่แบบ ตัวอย่างแรกที่เห็นได้ชัดคือ ข้อผิดพลาดในการคอมไพล์เมื่อใช้ LTOหากแพ็กเกจถูกคอมไพล์ด้วย -flto และหากพบข้อผิดพลาดซ้ำๆ ในบันทึกของ Portage วิธีแก้ปัญหาที่ได้ผลคือการปิดใช้งาน LTO สำหรับแพ็กเกจนั้นๆ โดยใช้สภาพแวดล้อมเช่น... compiler-clang โดยไม่มี LTO (สำนักงานขนส่งทางบก)

บางครั้ง แม้ว่าจะปิดใช้งาน LTO ในแพ็กเกจที่มีปัญหาแล้ว ปัญหาก็ยังคงอยู่ เพราะ ไลบรารีที่เกี่ยวข้องอีกตัวหนึ่งถูกคอมไพล์ด้วย LTO และเกิดความผิดพลาดขึ้นตัวอย่างคลาสสิกคือเมื่อแพ็กเกจเช่น boehm-gc มันแตกออกเพราะการพึ่งพาของมัน libatomic_ops มีการคอมไพล์โดยใช้ LTO และทำให้เกิดพฤติกรรมที่ไม่คาดคิด ในกรณีเหล่านี้ ต้องทำการสร้างใหม่ทั้งส่วนประกอบที่ไม่ได้ใช้ LTO และต้องมั่นใจว่าทั้งสองแพ็กเกจได้รับการคอมไพล์ในสภาพแวดล้อมที่สอดคล้องกัน

ปัญหาอีกประเภทหนึ่งที่พบได้บ่อยคือ เมื่อซอร์สโค้ดใช้ ส่วนขยาย GNU โดยไม่ระบุมาตรฐานที่ถูกต้อง ผ่านธง -std=โดยทั่วไป GCC อนุญาตให้ใช้งานส่วนขยายเหล่านี้ได้หลายอย่างโดยไม่ต้องมีมาตรฐานเฉพาะ ในขณะที่ Clang จะปิดใช้งานส่วนขยายที่หายากบางอย่าง เว้นแต่จะระบุไว้อย่างชัดเจน หากแพ็กเกจใดขึ้นอยู่กับส่วนขยายเหล่านี้ จะต้องคอมไพล์โดยใช้แฟล็กต่างๆ เช่น -std=gnu89, -std=gnu99 o -std=gnu++98ตามความเหมาะสมกับภาษาและมาตรฐานที่คาดหวัง

อาการทั่วไปของปัญหานี้คือการมองเห็น การกำหนดฟังก์ชันแบบอินไลน์หลายรายการ ในบันทึกการคอมไพล์ นี่เป็นเพราะ Clang ใช้กฎอินไลน์ C99 เป็นค่าเริ่มต้น ซึ่งไม่เข้ากันได้ดีกับโค้ดที่ออกแบบมาสำหรับ gnu89ในสถานการณ์นั้น การบังคับ -std=gnu89 โดยปกติแล้ววิธีนี้ก็เพียงพอแล้ว หากไม่ได้ผล ก็ยังมีตัวเลือกในการคอมไพล์แพ็กเกจที่มีข้อขัดแย้งด้วย GCC โดยใช้สภาพแวดล้อมสำรองอย่างใดอย่างหนึ่ง

ความสงสัยมักเกิดขึ้นเมื่อระบบแสดงข้อผิดพลาด เช่น sudo: clang: command not foundสิ่งที่เกิดขึ้นคือ Clang ถูกติดตั้งในพาธที่ถูกเพิ่มเข้าไปใน PATH จากผู้ใช้ แต่ sudo รักษา PATH ภายในของตัวเองไว้เส้นทางที่กำหนดไว้ระหว่างกระบวนการคอมไพล์ไบนารีจะไม่รวมเส้นทางของ Clang จนกว่าจะมีการคอมไพล์ sudo ใหม่หรือปรับการตั้งค่า ดังนั้น sudo จะไม่พบ Clang แม้ว่าผู้ใช้ทั่วไปจะสามารถเรียกใช้งานได้โดยไม่มีปัญหา

สำหรับผู้ที่ใช้ Gentoo หรือดิสทริบิวชันอื่นๆ ที่มีระบบติดตามบั๊กอย่างละเอียด แหล่งข้อมูลหลักสำหรับปัญหาเกี่ยวกับ Clang มักจะเป็น ระบบติดตามข้อบกพร่องเฉพาะ นี่คือศูนย์รวมรายงานข้อบกพร่องทั้งหมดที่ทราบในแพ็กเกจที่ไม่สามารถคอมไพล์หรือทำงานได้อย่างถูกต้องด้วยชุดเครื่องมือนี้ หากพบข้อบกพร่องใหม่ ผู้ใช้ควรแจ้งรายงานและล็อกไว้ในระบบติดตามข้อบกพร่องทั่วไป เพื่อให้ชุมชนสามารถแก้ไขหรือบันทึกวิธีการแก้ไขได้

ถ้าคุณเปรียบเทียบชิ้นส่วนทั้งหมดเหล่านี้ คุณจะเห็นได้ว่าคู่หูคู่นี้ Clang + LLVM มันนำเสนอระบบนิเวศที่ทรงพลัง ยืดหยุ่น และทันสมัยมาก แต่ก็ยังคงทำงานร่วมกับ GCC อย่างใกล้ชิดในหลายระบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระดับที่ละเอียดอ่อน เช่น ไลบรารี C หรือแพ็กเกจเก่าๆ การทำความเข้าใจความแตกต่าง วิธีที่พวกมันเสริมซึ่งกันและกัน และการปรับเปลี่ยนที่จำเป็นในแฟล็ก LTO หรือมาตรฐานภาษา จะทำให้การสลับไปมาระหว่างพวกมันไม่ใช่เรื่องยากลำบากอีกต่อไป และกลายเป็นเครื่องมือที่มีคุณค่ามากขึ้นเมื่อตั้งค่าสภาพแวดล้อมการพัฒนาหรือระบบ Linux ที่กำหนดเองของคุณ