Clang と GCC の主な相違点

Clang と GCC は大部分で互換性がありますが、ここでは異なる部分を解説します。細かい所まで含めると膨大になるので、ここでは SOLID プロジェクトで実際に問題になったものだけを記載しています。

コンパイラドライバ

GCC は、コンパイラドライバである gcc.exe や g++.exe が渡されたオプションを解析し、実際のコンパイラ cc1.exe (C) や cc1plus.exe (C++)、アセンブラ (Binutils の as.exe)、リンカ (Binutils の ld.exe) に応じた形に変換して呼び出すという構造になっています。

一方 Clang コンパイラはオプションによって、単一の exe (C の場合は clang.exe、C++ の場合は clang++.exe) がコンパイラドライバ、コンパイラ、アセンブラの役割を果たすという構造になっています。また、SOLID ツールチェーンの設定では、リンク時には gcc.exe あるいは g++.exe を呼び出してリンクを行います。そのため、リンク時に、GCC がサポートしないオプションを渡すとエラーになる場合があります。

注釈

s007 より Clang コンパイラのみ LLVM のリンカ ld.lld.exe をサポートしました。リンクに lld を使用する場合、GCC は呼び出されません。

文字コード

GCC は -finput-charset/-fexec-charset で cp932 (Shift_JIS) 等を指定し、ソースコードやアセンブラ出力の文字コードをデフォルトの UTF-8 から変更できますが、Clang は常に UTF-8 のみとなります。

pragma, attribute 拡張機能

よく使われる例

pragma や attribute は基本的にそれぞれのコンパイラに固有のものとなります。できるだけ使用しないようにしてください。特に #pragma GCC ... の形式のプラグマは GCC のみ、 #pragma clang ... の形式のプラグマは Clang のみとなります。GCC と Clang の共通コードで pragma や attribute を使用する場合は、以下の例のように #ifdef __clang__ で切り替えてください。

GCC で、特定の関数のみ最適化オフするプラグマ __attribute__((optimize("O0"))) は、Clang では __attribute__((optnone)) となります。GCC は逆に、特定の関数のみ任意の最適化レベルを指定することもできますが、Clang はできません。

#ifdef __clang__
__attribute__((optnone))
#else
__attribute__((optimize("O0")))
#endif
void foo() { ... }

GCC で、最適化オフの範囲指定 #pragma GCC optimize("O0") は、Clang では #pragma clang optimize off となります。Clang の #pragma clang optimize XXX では、最適化の on か off の指定のみ可能で、GCC のように最適化レベルは指定できません。また、on を指定した場合でも、最適化オプションが指定されていない場合は、最適化は行われません。

`-mthumb-interwork` オプション

このオプションは Clang には存在しないので、Clang にパッチを当て、無視するようにしています。Clang では常に ARM/Thumb interworking が有効なコードが生成されます。

`-marm` オプション

Clang にこのオプションを渡すと、内部で -mno-thumb と解釈されます。SOLID ツールチェーンの Clang は GCC をリンカとして使用しているため、GCC が未サポートの -mno-thumb オプションが GCC に渡されてしまうとリンクエラーになるため、Clang にパッチを当て、無視するようにしています。そのため Clang では、デフォルトで -mthumb を指定しておいて、ARM でコンパイルしなければいけないファイルのみ -marm を付けるということはできなくなっています。その場合は -mno-thumb を指定してください。（s002 以降）

specs ファイル

GCC は specs ファイルによりコンパイラのデフォルト設定を変更可能ですが、Clang には specs ファイル機能が存在しないので -specs オプションは無視されます。

ただし、exeGCC の Clang は GCC をリンカとして使用するため、-specs は Clang から呼び出された GCC にそのまま渡され（リンカに関する設定のみ）期待通りに機能します。GCC に渡されるオプションは Clang に -v オプションを渡すことで確認できます。（Clang のリンカに LLVM の lld を使用した場合は specs ファイルは機能しません。）

`arm-*-eabi` ターゲット時の enum サイズの仕様

GCC は arm-*-eabi ターゲット時は aapcs ABI となり、enum が取り得る値の範囲に応じた可変長バイトとなりますが、Clang は固定長（4 もしくは 8 バイト）です。これは Linux（arm-*-gnueabi* ターゲット）の aapcs-linux ABI と同等の設定になっています。SOLID ではわかりやすさや互換性等を考慮し、Clang の方に合わせた設定となっています。（s002 以降）