GCC与LLVM编译器认知实验

"该实验是关于编译器认知的实践，主要涉及了GCC和LLVM两个主流编译器的使用，旨在让学生理解编译器的工作原理，熟悉编译过程，并观察不同编译阶段的中间产物。实验在Ubuntu 20.04.1 LTS环境下进行，采用的GCC版本为9.3.0，Clang版本为10.0.0，LLVM版本同样为10.0.0。" 在实验中，学生们首先会学习如何查看GCC和LLVM的版本信息，这是初步了解工具的基础步骤。接着，他们将通过这两个编译器对单个和多个文件进行编译与链接，以模拟实际开发中的编译过程。例如，使用`gcc -v`可以查看GCC的版本，`gcc hello.c -o hello`则可以编译并生成可执行文件。 对于GCC，实验详细列出了查看预处理结果（使用`-E`选项）、语法分析树（使用`-fdump-tree-all`）、中间代码（使用`-fdump-rtl-all`）、目标代码（汇编代码，使用`-S`）等不同阶段的命令。这些步骤有助于理解编译器如何将高级语言转换为机器可执行的指令。 在LLVM部分，实验涵盖了编译流程和阶段的查看（使用`-ccc-print-phases`），词法分析（`-Xclang -dump-tokens`和`-Xclang -dump-raw-tokens`），以及语义分析（`-Xclang -ast-dump`和`-Xclang -ast-view`）。此外，还涉及到了编译优化结果的查看（`-S -mllvm -print-after-all`）以及目标代码生成（使用`-S`）。这些步骤揭示了LLVM在处理C代码时的不同处理阶段，帮助学生理解其优化策略。 实验环境为Ubuntu 20.04.1 LTS，配备了5.4.0-42-generic版本的Linux内核，确保了实验的稳定性和兼容性。实验过程详尽地介绍了每个操作步骤，包括具体的命令行输入和预期的输出结果，便于学生进行实践操作。 通过这个实验，学生不仅能够掌握编译器的基本用法，还能深入理解编译器内部的工作机制，为后续学习编译原理和构建自己的编译器打下坚实基础。