클랭

3. 설계

Clang은 LLVM과 함께 작동하며, GCC 툴체인을 대체하는 것을 목표로 한다.^[17] 주요 목표 중 하나는 라이브러리 기반 아키텍처를 제공하여, 통합 개발 환경(IDE)과 같이 소스 코드와 상호 작용하는 다른 도구와의 통합을 용이하게 하는 것이다.^[18] GCC는 컴파일-링크-디버그 워크플로우로 작동하며, 다른 도구와의 통합이 항상 쉬운 것은 아니다.

Clang은 컴파일 과정에서 GCC보다 더 많은 정보를 유지하고 원본 코드의 전체 형식을 보존한다.^[74] 이는 오류를 원본 소스로 다시 매핑하기 쉽게 만들고, 더 자세하고 구체적인 오류 보고서를 제공하여 IDE가 컴파일러 출력을 인덱싱할 수 있게 한다. 모듈식 설계 덕분에 소스 코드 인덱싱, 구문 검사, 자동화된 코드 리팩토링 등도 지원한다.

Clang은 C, C++, Objective-C, Objective-C++와 같은 C 계열 언어만 컴파일한다.^[76] 포트란과 같은 다른 언어는 LLVM이 GCC 또는 다른 컴파일러 프론트엔드에 의존한다. Nvidia와 더 포틀랜드 그룹이 개발한 Flang은 포트란 지원을 위한 LLVM 프론트엔드이다.^[19]

4. 성능 및 GCC 호환성

Clang은 GCC와 호환되는 명령줄 인터페이스 및 옵션을 제공하며, 많은 GNU 언어 확장 및 컴파일러 내장 함수를 지원한다.^[21] 이러한 호환성은 GCC에서 생성된 오브젝트 코드 및 응용 프로그램 이진 인터페이스(ABI)와도 호환되어, GCC를 대체할 수 있는 드롭인(drop-in) 방식의 컴파일러로 사용 가능하게 한다.^[22]

Clang 개발자들은 GCC에 비해 메모리 사용량을 줄이고 컴파일 속도를 높이는 것을 목표로 했다. 2007년 10월, Clang이 GCC보다 두 배 이상 빠르게 카본 라이브러리를 컴파일하고, 메모리와 디스크 공간은 GCC의 1/6 정도만 사용했다는 보고가 있었다.^[23] 2011년까지도 Clang은 컴파일러 성능에서 이러한 이점을 유지했다.^[24][25] 2014년 중반에는 Clang이 혼합된 컴파일 시간 및 프로그램 성능 벤치마크에서 GCC보다 일관되게 더 빠른 컴파일 속도를 보였다.^[26] 그러나 2019년에는 LLVM 컴파일은 약간 더 빠르지만, Linux 커널 컴파일은 GCC보다 상당히 느려졌다.^[28]

초기에는 Clang이 컴파일 속도는 GCC보다 빨랐지만, 출력 코드의 성능은 GCC에 비해 뒤처지는 경향이 있었다.^[24][26] 2014년에는 Clang으로 컴파일된 프로그램의 성능이 GCC로 컴파일된 프로그램보다 떨어지는 경우가 있었고, 때로는 큰 차이(최대 5.5배)가 나타나기도 했다.^[26] 그러나 두 컴파일러 모두 지속적인 개선을 통해 성능 격차를 줄여왔다.

Clang과 GCC의 성능 비교는 다음과 같다:

4. 1. 인터페이스

5. 현재 상황

Clang은 계속 발전하고 있으며, 최신 C/C++ 표준을 지원하고 있다. C++17까지의 표준 규격을 준수 완료했고^[77][78], C99/C11/C17의 주요 기능을 구현했지만 완전히 준수하지는 않는다. C23 및 C++20 이후의 표준 지원을 목표로 개발이 진행 중이다.

Android NDK에서는 2012년 11월부터 Clang이 추가되었고, 2016년 10월부터는 기본 컴파일러가 되었다.^[79] 2018년 9월부터는 GCC가 제거되었다.

Microsoft Windows에서는 Cygwin, MinGW, Windows용 LLVM 바이너리를 통해 Clang을 사용할 수 있다.^[80] Visual Studio 2019 (16.2) 이후 버전부터는 MSBuild 프로젝트의 C/C++ 컴파일러로 Clang을 사용할 수 있다.^[81] MSVC (cl.exe) 호환의 clang-cl도 존재한다.^[82]

Microsoft DirectX (Direct3D) 12의 셰이더 모델 6.0 이상을 지원하는 HLSL 컴파일러인 DirectX Shader Compiler (DXC)는 Clang 기반으로 개발되었으며, HLSL 지원을 Clang 코드 베이스에 통합하는 프로젝트가 진행 중이다.^[83][84]

Intel C++ Compiler (ICC/ICL) 및 C++Builder (BCC) 역시 Clang 기반으로 독자적인 확장을 추가한 파생 컴파일러로 다시 개발되고 있다.^[85][86]

6. 역사

클랭(Clang) 프로젝트는 2007년 7월에 오픈 소스로 공개되었다.^[141] 애플은 C, 오브젝티브-C, C++를 지원하는 새로운 컴파일러 프론트엔드인 클랭을 개발했다.^[139] 이는 기존 GCC의 한계점을 극복하고, 애플의 개발 환경에 더 적합한 컴파일러를 만들기 위한 결정이었다. GCC는 크고 복잡한 소스 코드를 가지고 있었고, 오브젝티브-C에 대한 지원이 미흡했으며, 애플의 통합 개발 환경(IDE)과의 통합도 원활하지 않았다.^[139] 또한, GCC의 라이선스 문제도 애플에게는 부담이었다.^[140]

클랭은 초기부터 빠른 속도로 발전했다. 2009년에는 FreeBSD와 DragonFly BSD 커널을 컴파일할 수 있게 되었고,^{[30][31][32][33]} 2010년에는 자기 자신을 컴파일할 수 있는 수준에 이르렀다.^[35] 같은 해, Boost C++ 라이브러리 빌드에도 성공했다.^[36]

2012년, FreeBSD는 GCC를 클랭/LLVM으로 대체한다고 발표했다.^[44] 이는 클랭의 안정성과 성능이 충분히 검증되었음을 의미한다. 이후 클랭은 C++11 (2013년),^[48] C++14 (2013년),^[49] C++17 (2017년) 표준을 차례로 지원하며 C++ 컴파일러로서의 입지를 굳혔다.

2016년에는 안드로이드 NDK의 기본 컴파일러로 채택되었고,^[51] 2020년에는 FreeBSD 기본 시스템에서 GCC가 완전히 제거되었다.^[59] 이는 클랭이 운영체제 개발에도 핵심적인 역할을 수행할 수 있음을 보여준다.

클랭은 현재도 지속적으로 발전하고 있으며, 최신 C++ 표준 지원 및 다양한 기능 개선이 이루어지고 있다.

참조

_[1] 웹사이트 LLVM 2.1 Release Notes https://www.llvm.org[...] LLVM Developer Group 2007-09-27
_[2] 웹사이트 Releases https://github.com/l[...] LLVM Developer Group 2021-08-27
_[3] 간행물 simply wonder pronunciation of Clang https://lists.llvm.o[...] 2008-07-03
_[4] 웹사이트 OpenMP Support http://blog.llvm.org[...] 2015-05-22
_[5] 웹사이트 C++ Heterogeneous-Compute Interface for Portability https://github.com/R[...]
_[6] 웹사이트 Clang Language Extensions https://clang.llvm.o[...]
_[7] 웹사이트 Clang Static Analyzer https://clang-analyz[...] LLVM
_[8] 간행물 Getting Involved with the Clang Project https://clang.llvm.o[...] LLVM Developer Group
_[9] 간행물 LICENSE.TXT https://releases.llv[...] LLVM Developer Group
_[10] 간행물 LLVM Developer Policy https://llvm.org/doc[...] LLVM Developer Group
_[11] 웹사이트 Clang 17.0.1 Release Notes https://releases.llv[...] LLVM
_[12] 간행물 mkspecs and patches for LLVM compile of Qt4 http://lists.trollte[...] 2005-02-19
_[13] conference LLVM for OpenGL and other stuff https://llvm.org/dev[...] 2007-05-25
_[14] 간행물 Re: LLVM/GCC Integration Proposal https://gcc.gnu.org/[...] 2005-11-19
_[15] conference New LLVM C Front-end https://llvm.org/dev[...] 2007-05-25
_[16] 간행물 New LLVM C front-end: "clang" https://lists.llvm.o[...] 2007-07-11
_[17] Webarchive clang: a C language family frontend for LLVM https://clang.llvm.o[...] Clang team 2017-11-12
_[18] 웹사이트 Clang: Utility and Applications: Library Based Architecture https://clang.llvm.o[...]
_[19] 웹사이트 FLANG: NVIDIA Brings Fortran To LLVM https://phoronix.com[...]
_[20] 웹사이트 Welcome to Flang's documentation — the Flang Compiler https://flang.llvm.o[...]
_[21] 간행물 Clang - Features and Goals: GCC Compatibility https://clang.llvm.o[...] 2013-04-15
_[22] 간행물 Clang can often be used as a drop-in replacement for GCC https://clang.llvm.o[...] 2020-05
_[23] 간행물 Clang - Features and Goals: Fast compiles and Low Memory Use https://clang.llvm.o[...] 2007-10
_[24] 웹사이트 Compiling the HotSpot VM with Clang https://weblogs.java[...] 2011-02-10
_[25] 웹사이트 Benchmarking LLVM & Clang Against GCC 4.5 https://www.phoronix[...] Phoronix 2010-04-21
_[26] 웹사이트 GCC 4.9 VS. LLVM Clang 3.5 Linux Compiler Benchmarks https://openbenchmar[...] OpenBenchmarking.org 2014-04-14
_[27] 웹사이트 Clang vs GCC - which produces better binaries? https://stackoverflo[...]
_[28] 웹사이트 LLVM Clang Achieves ~96% The Performance Of GCC On Intel Ice Lake https://www.phoronix[...] 2019-12-23
_[29] 웹사이트 LLVM Clang 16 vs. GCC 13 Compiler Performance On Intel Raptor Lake https://www.phoronix[...] 2023-05-11
_[30] 간행물 "[Announce] clang/llvm can compile booting FreeBSD kernel on i386/amd64" https://lists.freebs[...] 2009-02-25
_[31] 간행물 Building FreeBSD with Clang https://wiki.freebsd[...] Wiki.freebsd.org 2012-08-24
_[32] 웹사이트 llvm/clang once more https://leaf.dragonf[...]
_[33] 간행물 Clang https://www.dragonfl[...] DragonFly BSD
_[34] 웹사이트 Clang can compile LLVM and Clang http://blog.llvm.org[...] LLVM Project Blog 2009-12-24
_[35] 웹사이트 Clang Successfully Self-Hosts http://blog.llvm.org[...] LLVM Project Blog 2010-02-04
_[36] 웹사이트 Clang++ Builds Boost! http://blog.llvm.org[...] LLVM Project Blog 2010-05-21
_[37] 웹사이트 FreeBSD Status Reports April–June, 2010 https://www.freebsd.[...] 2018-04-30
_[38] 간행물 Clang builds a working Linux Kernel (Boots to RL5 with SMP, networking and X, self hosts) https://web.archive.[...] Lists.cs.uiuc.edu 2012-09-18
_[39] 메일링리스트 New C++0x feature support in Clang https://web.archive.[...] 2011-01-29
_[40] 웹사이트 C++ and C++'0x Support in Clang https://clang.llvm.o[...] LLVM 2023-03-12
_[41] 웹사이트 Status of NetBSD and LLVM https://web.archive.[...] 2012-01-19
_[42] 웹사이트 Rebuild of the Debian archive with clang https://sylvestre.le[...] 2018-04-30
_[43] 웹사이트 Official Minix 3 website: News http://www.minix3.or[...] 2012-12-07
_[44] 메일링리스트 FreeBSD Quarterly Status Report January–March, 2012 https://lists.freebs[...] 2012-05-14
_[45] 메일링리스트 Heads Up: Clang now the default on x86 https://lists.freebs[...] 2012-11-07
_[46] 웹사이트 LLVMLinux: Compiling Android with LLVM https://web.archive.[...] 2013-05-11
_[47] 웹사이트 LLVMLinux: Nexus 7 https://web.archive.[...] 2013-05-11
_[48] 웹사이트 Clang is C++11 feature complete as of *just now*! https://twitter.com/[...] 2013-04-20
_[49] 웹사이트 '[llvm-project] Revision 194194' https://web.archive.[...] 2018-04-30
_[50] 웹사이트 Rebuild of Debian using Clang 3.5.0 https://sylvestre.le[...] 2018-04-30
_[51] 웹사이트 NDK Revision History {{!}} Android Developers https://developer.an[...] 2018-03-06
_[52] 웹사이트 NDK Revision History {{!}} Android NDK {{!}} Android Developers https://developer.an[...] 2018-04-30
_[53] 메일링리스트 switch the default compiler on amd64 and i386 to clang https://marc.info/?l[...] 2017-09-30
_[54] 메일링리스트 Switch the default compiler on armv7 to clang. https://marc.info/?l[...] 2020-08-27
_[55] 웹사이트 Clang is now used to build Chrome for Windows http://blog.llvm.org[...] 2018-04-07
_[56] 웹사이트 Firefox Beta 63.0beta, See All New Features, Updates and Fixes https://www.mozilla.[...] 2020-03-18
_[57] 메일링리스트 Switch the default compiler on octeon to clang. https://marc.info/?l[...] 2020-08-27
_[58] 웹사이트 LLVM 9 Releases With Official RISC-V Target Support, Asm Goto, Clang 9, And More https://riscv.org/20[...] 2019-09-26
_[59] 웹사이트 FreeBSD svn commit r358454 https://lists.freebs[...] 2020-03-07
_[60] 메일링리스트 Switch the default compiler on powerpc to clang. https://marc.info/?l[...] 2020-08-27
_[61] 메일링리스트 Make clang the default compiler on loongson. https://marc.info/?l[...] 2021-01-01
_[62] URL https://www.llvm.org[...]
_[63] URL LLVM Release License http://llvm.org/rele[...]
_[64] 웹사이트 LICENSE.TXT https://releases.llv[...] llvm.org 2019-09-24
_[65] 메일링리스트 simply wonder pronunciation of Clang http://lists.cs.uiuc[...] 2008-07-09
_[66] 웹사이트 OpenMP Support http://blog.llvm.org[...] 2016-03-28
_[67] URL OpenCL Support — Clang git documentation https://clang.llvm.o[...]
_[68] URL CUDA LLVM Compiler | NVIDIA Developer https://developer.nv[...]
_[69] 웹사이트 C++ Heterogeneous-Compute Interface for Portability https://github.com/R[...] 2020-02-18
_[70] 웹사이트 Clang Language Extensions https://clang.llvm.o[...] 2017-11-08
_[71] 웹사이트 Clang Static Analyzer http://clang-analyze[...] LLVM 2009-09-03
_[72] 문서 mkspecs and patches for LLVM compile of Qt4 http://lists.trollte[...] Adam Treat
_[73] 문서 Kenneth Zadeck - Re: LLVM/GCC Integration Proposal https://gcc.gnu.org/[...]
_[74] 문서 clang: a C language family frontend for LLVM https://clang.llvm.o[...] Clang team
_[75] 웹사이트 Clang - Features and Goals: Fast compiles and Low Memory Use https://clang.llvm.o[...] 2007-10
_[76] 뉴스 FLANG: NVIDIA Brings Fortran To LLVM https://phoronix.com[...]
_[77] 문서 Clang - C Programming Language Status https://clang.llvm.o[...]
_[78] 문서 Clang - C++ Programming Language Status https://clang.llvm.o[...]
_[79] 문서 NDK Revision History https://developer.an[...]
_[80] 문서 LLVM Download Page https://releases.llv[...]
_[81] 문서 Visual Studio プロジェクトでの Clang/LLVM のサポート | Microsoft Docs https://docs.microso[...]
_[82] 웹사이트 clang-cl / What it is, how it works, and how to use it (Euro-LLVM 2014) https://llvm.org/dev[...] 2014-04-01
_[83] 문서 Opening HLSL Planning - DirectX Developer Blog https://devblogs.mic[...]
_[84] 문서 HLSL Support — Clang git documentation https://clang.llvm.o[...]
_[85] 문서 インテル® C/C++ コンパイラーが LLVM への対応を完了 | iSUS https://www.isus.jp/[...]
_[86] 문서 Clang 拡張 C++ コンパイラ - RAD Studio https://docwiki.emba[...]
_[87] 문서 '[ANNOUNCE] clang/LLVM can compile booting FreeBSD kernel on i386/amd64' http://lists.freebsd[...] Roman Divacky
_[88] 문서 http://wiki.freebsd.[...]
_[89] 문서 llvm/clang once more http://leaf.dragonfl[...] Alex Hornung
_[90] 문서 http://www.dragonfly[...]
_[91] 문서 Bug 4068 – [META] Compiling the Linux kernel with clang http://llvm.org/bugs[...]
_[92] 문서 FreeBSD Status Reports January - March, 2009 http://lists.freebsd[...] Brad Davis
_[93] 문서 Clang can compile LLVM and Clang http://blog.llvm.org[...] LLVM Blog
_[94] 문서 Clang Successfully Self-Hosts! http://blog.llvm.org[...] LLVM Project Blog
_[95] 문서 HelenOS mainline changeset head,294 http://trac.helenos.[...]
_[96] 문서 LLVM 2.7 Release Notes http://llvm.org/rele[...]
_[97] 문서 Clang++ Builds Boost! http://blog.llvm.org[...]
_[98] 문서 Import the build makefiles for clang/LLVM http://svn.freebsd.o[...] Roman Divacky
_[99] 문서 LLVM 2.8 Release Notes http://llvm.org/rele[...]
_[100] 문서 '[ANNOUNCE] Clang builds a working Linux Kernel (Boots to RL5 with SMP, networking and X, self hosts)' http://lists.cs.uiuc[...]
_[101] 문서 New C++0x feature support in Clang http://lists.cs.uiuc[...]
_[102] 문서 C++ and C++'0x Support in Clang https://clang.llvm.o[...]
_[103] 문서 Compiling the HotSpot VM with Clang http://weblogs.java.[...]
_[104] 문서 LLVM 2.9 Release Notes http://llvm.org/rele[...]
_[105] 문서 Clang 3.0 Release Notes http://llvm.org/rele[...]
_[106] 웹사이트 Rebuild of the Debian archive with clang http://clang.debian.[...]
_[107] 웹사이트 FreeBSD Quarterly Status Report January-March, 2012 http://lists.freebsd[...]
_[108] 웹사이트 Clang 3.1 Release Notes http://llvm.org/rele[...]
_[109] 웹사이트 Clang 3.2 Release Notes http://llvm.org/rele[...]
_[110] Github GitHub 「C++11 support is now feature-complete.」 https://github.com/l[...]
_[111] 웹사이트 Clang 3.3 Release Notes http://llvm.org/rele[...]
_[112] 웹사이트 Clang 3.4 Release Notes http://llvm.org/rele[...]
_[113] 웹사이트 Clang 3.5.0 Release Notes http://releases.llvm[...]
_[114] 웹사이트 Clang 3.6.0 Release Notes http://releases.llvm[...]
_[115] 웹사이트 Clang 3.7.0 Release Notes http://releases.llvm[...]
_[116] 웹사이트 Clang 3.8.0 Release Notes http://releases.llvm[...]
_[117] 웹사이트 Clang 3.9.0 Release Notes http://releases.llvm[...]
_[118] 웹사이트 Clang 4.0.0 Release Notes http://releases.llvm[...]
_[119] 웹사이트 Clang 5.0.0 Release Notes http://releases.llvm[...]
_[120] 웹사이트 Clang 6.0.0 Release Notes http://releases.llvm[...]
_[121] 웹사이트 Clang 7.0.0 Release Notes http://releases.llvm[...]
_[122] 웹사이트 Clang 8.0.0 Release Notes http://releases.llvm[...]
_[123] 웹사이트 Clang 9.0.0 Release Notes http://releases.llvm[...]
_[124] 웹사이트 Clang 10.0.0 Release Notes https://releases.llv[...]
_[125] 웹사이트 Clang 11.0.0 Release Notes https://releases.llv[...]
_[126] 메일링리스트 Make clang the default compiler on loongson. https://marc.info/?l[...] 2021-08-08
_[127] 웹사이트 released https://releases.llv[...]
_[128] 웹사이트 Clang 13.0.0 Release Notes — Clang 13 documentation https://releases.llv[...] 2022-04-19
_[129] 웹사이트 Clang 14.0.0 Release Notes — Clang 14.0.0 documentation https://releases.llv[...] 2022-04-19
_[130] 웹사이트 Clang 15.0.0 Release Notes — Clang 15.0.0 documentation https://releases.llv[...] 2022-10-24
_[131] 웹사이트 http://www.llvm.org/[...]
_[132] 웹인용 LLVM License http://llvm.org/rele[...] 2012-09-18
_[133] 웹인용 simply wonder pronunciation of Clang http://lists.cs.uiuc[...] 2008-07-03
_[134] 인용 Clang "Getting started" instructions http://clang.llvm.or[...] Clang.llvm.org 2012-09-18
_[135] 웹인용 Clang Static Analyzer http://clang-analyze[...] LLVM
_[136] 메일링 mkspecs and patches for LLVM compile of Qt4 http://lists.trollte[...] 2005-02-19
_[137] 콘퍼런스 LLVM for OpenGL and other stuff https://llvm.org/dev[...] 2007-05-25
_[138] 콘퍼런스 Re: LLVM/GCC Integration Proposal https://gcc.gnu.org/[...] 2005-11-19
_[139] 콘퍼런스 New LLVM C Front-end https://llvm.org/dev[...] 2007-05-25
_[140] 문서 clang: a C language family frontend for LLVM https://clang.llvm.o[...]
_[141] 메일링 New LLVM C front-end: "clang" https://lists.llvm.o[...] 2007-07-11