www/comparison.html

   1 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN"
   2           "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
   3 <!-- Material used from: HTML 4.01 specs: http://www.w3.org/TR/html401/ -->
   4 <html>
   5 <head>
   6   <META http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=ISO-8859-1">
   7   <title>Comparing Clang to other open source compilers</title>
   8   <link type="text/css" rel="stylesheet" href="menu.css">
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  10 </head>
  11 <body>
  12   <!--#include virtual="menu.html.incl"-->
  13   <div id="content">
  14     <h1>Clang vs Other Open Source Compilers</h1>
  15
  16     <p>Building an entirely new compiler front-end is a big task, and it isn't
  17        always clear to people why we decided to do this.  Here we compare Clang
  18        and its goals to other open source compiler front-ends that are
  19        available.  We restrict the discussion to very specific objective points
  20        to avoid controversy where possible.  Also, software is infinitely
  21        mutable, so we don't talk about little details that can be fixed with
  22        a reasonable amount of effort: we'll talk about issues that are
  23        difficult to fix for architectural or political reasons.</p>
  24
  25     <p>The goal of this list is to describe how differences in goals lead to
  26        different strengths and weaknesses, not to make some compiler look bad.
  27        This will hopefully help you to evaluate whether using Clang is a good
  28        idea for your personal goals.  Because we don't know specifically what
  29        <em>you</em> want to do, we describe the features of these compilers in
  30        terms of <em>our</em> goals: if you are only interested in static
  31        analysis, you may not care that something lacks codegen support, for
  32        example.</p>
  33
  34     <p>Please email <a href="get_involved.html">cfe-dev</a> if you think we should add another compiler to this
  35        list or if you think some characterization is unfair here.</p>
  36
  37     <ul>
  38     <li><a href="#gcc">Clang vs GCC</a> (GNU Compiler Collection)</li>
  39     <li><a href="#elsa">Clang vs Elsa</a> (Elkhound-based C++ Parser)</li>
  40     <li><a href="#pcc">Clang vs PCC</a> (Portable C Compiler)</li>
  41     </ul>
  42
  43
  44     <!--=====================================================================-->
  45     <h2><a name="gcc">Clang vs GCC (GNU Compiler Collection)</a></h2>
  46     <!--=====================================================================-->
  47
  48     <p>Pro's of GCC vs Clang:</p>
  49
  50     <ul>
  51     <li>GCC supports languages that Clang does not aim to, such as Java, Ada,
  52         FORTRAN, Go, etc.</li>
  53     <li>GCC supports more targets than LLVM.</li>
  54     <li>GCC supports many language extensions, some of which are not implemented
  55     by Clang. For instance, in C mode, GCC supports
  56     <a href="http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Nested-Functions.html">nested
  57     functions</a> and has an
  58     <a href="https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Variable-Length.html">extension
  59     allowing VLAs in structs</a>.
  60     </ul>
  61
  62     <p>Pro's of Clang vs GCC:</p>
  63
  64     <ul>
  65     <li>The Clang ASTs and design are intended to be <a
  66         href="features.html#simplecode">easily understandable</a> by
  67         anyone who is familiar with the languages involved and who has a basic
  68         understanding of how a compiler works.  GCC has a very old codebase
  69         which presents a steep learning curve to new developers.</li>
  70     <li>Clang is designed as an API from its inception, allowing it to be reused
  71         by source analysis tools, refactoring, IDEs (etc) as well as for code
  72         generation.  GCC is built as a monolithic static compiler, which makes
  73         it extremely difficult to use as an API and integrate into other tools.
  74         Further, its historic design and <a
  75         href="http://gcc.gnu.org/ml/gcc/2007-11/msg00460.html">current</a>
  76         <a href="http://gcc.gnu.org/ml/gcc/2004-12/msg00888.html">policy</a>
  77         makes it difficult to decouple the front-end from the rest of the
  78         compiler. </li>
  79     <li>Various GCC design decisions make it very difficult to reuse: its build
  80         system is difficult to modify, you can't link multiple targets into one
  81         binary, you can't link multiple front-ends into one binary, it uses a
  82         custom garbage collector, uses global variables extensively, is not
  83         reentrant or multi-threadable, etc.  Clang has none of these problems.
  84         </li>
  85     <li>Clang does not implicitly simplify code as it parses it like GCC does.
  86         Doing so causes many problems for source analysis tools: as one simple
  87         example, if you write "x-x" in your source code, the GCC AST will
  88         contain "0", with no mention of 'x'.  This is extremely bad for a
  89         refactoring tool that wants to rename 'x'.</li>
  90     <li>Clang can serialize its AST out to disk and read it back into another
  91         program, which is useful for whole program analysis.  GCC does not have
  92         this.  GCC's PCH mechanism (which is just a dump of the compiler
  93         memory image) is related, but is architecturally only
  94         able to read the dump back into the exact same executable as the one
  95         that produced it (it is not a structured format).</li>
  96     <li>Clang is <a href="features.html#performance">much faster and uses far
  97         less memory</a> than GCC.</li>
  98     <li>Clang has been designed from the start to provide extremely clear and
  99         concise diagnostics (error and warning messages), and includes support
 100         for <a href="diagnostics.html">expressive diagnostics</a>.
 101         Modern versions of GCC have made significant advances in this area,
 102         incorporating various Clang features such as preserving typedefs in
 103         diagnostics and showing macro expansions, but GCC is still catching
 104         up.</li>
 105     <li>GCC is licensed under the GPL license. <a href="features.html#license">
 106         Clang uses a BSD license,</a> which allows it to be embedded in
 107         software that is not GPL-licensed.</li>
 108     <li>Clang inherits a number of features from its use of LLVM as a backend,
 109         including support for a bytecode representation for intermediate code,
 110         pluggable optimizers, link-time optimization support, Just-In-Time
 111         compilation, ability to link in multiple code generators, etc.</li>
 112     <li><a href="compatibility.html#cxx">Clang's support for C++</a> is more
 113         compliant than GCC's in many ways.</li>
 114     <li>Clang supports
 115         <a href="http://clang.llvm.org/docs/LanguageExtensions.html">many language
 116         extensions</a>, some of which are not implemented by GCC. For instance,
 117         Clang provides attributes for checking thread safety and extended vector
 118         types.</li>
 119     </ul>
 120
 121     <!--=====================================================================-->
 122     <h2><a name="elsa">Clang vs Elsa (Elkhound-based C++ Parser)</a></h2>
 123     <!--=====================================================================-->
 124
 125     <p>Pro's of Elsa vs Clang:</p>
 126
 127     <ul>
 128     <li>Elsa's parser and AST is designed to be easily extensible by adding
 129         grammar rules.  Clang has a very simple and easily hackable parser,
 130         but requires you to write C++ code to do it.</li>
 131     </ul>
 132
 133     <p>Pro's of Clang vs Elsa:</p>
 134
 135     <ul>
 136     <li>Clang's C and C++ support is far more mature and practically useful than
 137         Elsa's, and includes many C++'11 features.</li>
 138     <li>The Elsa community is extremely small and major development work seems
 139         to have ceased in 2005. Work continued to be used by other small
 140         projects (e.g. Oink), but Oink is apparently dead now too.  Clang has a
 141         vibrant community including developers that
 142         are paid to work on it full time.  In practice this means that you can
 143         file bugs against Clang and they will often be fixed for you.  If you
 144         use Elsa, you are (mostly) on your own for bug fixes and feature
 145         enhancements.</li>
 146     <li>Elsa is not built as a stack of reusable libraries like Clang is.  It is
 147         very difficult to use part of Elsa without the whole front-end.  For
 148         example, you cannot use Elsa to parse C/ObjC code without building an
 149         AST.  You can do this in Clang and it is much faster than building an
 150         AST.</li>
 151     <li>Elsa does not have an integrated preprocessor, which makes it extremely
 152         difficult to accurately map from a source location in the AST back to
 153         its original position before preprocessing.  Like GCC, it does not keep
 154         track of macro expansions.</li>
 155     <li>Elsa is even slower and uses more memory than GCC, which itself requires
 156         far more space and time than Clang.</li>
 157     <li>Elsa only does partial semantic analysis.  It is intended to work on
 158         code that is already validated by GCC, so it does not do many semantic
 159         checks required by the languages it implements.</li>
 160     <li>Elsa does not support Objective-C.</li>
 161     <li>Elsa does not support native code generation.</li>
 162     </ul>
 163
 164
 165     <!--=====================================================================-->
 166     <h2><a name="pcc">Clang vs PCC (Portable C Compiler)</a></h2>
 167     <!--=====================================================================-->
 168
 169     <p>Pro's of PCC vs Clang:</p>
 170
 171     <ul>
 172     <li>The PCC source base is very small and builds quickly with just a C
 173         compiler.</li>
 174     </ul>
 175
 176     <p>Pro's of Clang vs PCC:</p>
 177
 178     <ul>
 179     <li>PCC dates from the 1970's and has been dormant for most of that time.
 180         The Clang and LLVM communities are very active.</li>
 181     <li>PCC doesn't support Objective-C or C++ and doesn't aim to support
 182         C++.</li>
 183     <li>PCC's code generation is very limited compared to LLVM.  It produces very
 184         inefficient code and does not support many important targets.</li>
 185     <li>Like Elsa, PCC's does not have an integrated preprocessor, making it
 186         extremely difficult to use it for source analysis tools.</li>
 187     </ul>
 188   </div>
 189 </body>
 190 </html>