正如 C 语言的诞生与 Unix 的诞生一样，第一个 C 语言编译器可以追溯到 20 世纪 70 年代初。我在上一篇文章《追溯历史：从电话到 Unix》中详细介绍了 C 语言的历史：

• 大约在 1971 年，Ken 决定需要将 Unix 移植到更高级别的语言中。丹尼斯-里奇（Dennis Ritchie）承担了这项任务，将肯恩的 B 语言发展成功能更丰富的语言。它最初被称为新 B 语言（NB），但每次肯尝试用新 B 语言重写内核时都会遇到障碍。于是他就要求丹尼斯添加更多的功能。最终，在结构被发明出来后，功能已经足够多，Ken 可以用它重写整个 Unix 内核的第 4 版。在为这种新语言编写了新的编译器后，它被更名为 C 语言，剩下的就是历史了。这是一个重大突破，因为在此之前，内核都是用汇编语言编写的。要知道，直到 1983 年，微软仍在用汇编语言编写 MS-DOS v2.0。

由于 Unix 是在 PDP-10/11 上创建的，因此第一个 C 语言编译器也是为 PDP-11 而创建的。这通常被称为 PDP C 编译器。这个编译器的源代码的最早版本仍然可以在这里查看，它是计算机历史上一个有趣的时间胶囊。

贝尔实验室的斯蒂芬-约翰逊（Stephen C. Johnson）开发的便携式 C 编译器接替了它的位置，它也是最早能够生成独立于机器的 C 代码的编译器之一。在 Bjarne Stroustrup 题为 "兄弟阋于墙 "的文章第 2.1 节中，他详细介绍了 C 和 C++ 的主要区别：C 和 C++》一文的第 2.1 节中，他详细介绍了该编译器的主要方面，以及它为何如此重要。

• 在[Kernighan, 1978]中描述的C语言通常被称为K&R C，但这种说法略有不准确。该版本的C缺少了C89出现之前几乎所有C程序员都使用的三个语言特性：void、枚举和结构体赋值。这三个特性是在PCC（可移植C编译器）中添加的，该编译器由Steve Johnson开发，并由贝尔实验室（得到Dennis Ritchie的“认可”）作为C编译器分发。

便携式 C 编译器随 Unix 第 7 版一起发布，这是 Unix 商业化之前发布的最后一个版本。由于其先行者的优势，以及它可以为不同的体系结构生成汇编，这意味着它在 C 语言刚刚兴起的年代获得了巨大的成功。

但它并不是当时唯一出现的编译器。20 世纪 70 年代，罗恩-凯恩还创建了 Small-C 编译器。它是 C 语言的简约子集，可以在 8 位微机上运行。现在很难相信计算机曾一度难以编译 C 代码，更不用说它的子集了，但事实确实如此。开发 C 语言的 PDP-11 是一台 16 位的扫帚柜大小的计算机，它仍然比当时的 8 位家用电脑强大得多。这就是为什么那个时代的程序通常用汇编、Basic 和 Pascal 而不是 C 编写的原因。PDP 11-40 的照片，拍摄者：Stefan_Kögl这一时期出现的另一种商业编译器是 Lattice C 编译器，它是最早为 IBM 个人电脑编写的 C 编译器之一。该编译器由 Lifeboat Associates 开发，零售价为 500 美元（按现在的价格计算为 1628 美元），可在 PC-DOS 和 MS-DOS 上运行。微软以此为基础开发了微软 C 编译器 (MSC)。在此期间，许多编译器相继问世，包括 Mark Williams 编译器、Green Hills 编译器、Aztec C 编译器等。它们都以布莱恩-克尼根（Brian Kernighan）和丹尼斯-里奇（Dennis M. Ritchie）于 1978 年 2 月 22 日出版的《C 编程语言》一书为基础。最终发布的 C89 或 C90 标准为该语言带来了亟需的统一性和清晰度。1988 年 4 月出版的该书第 2 版的序言强调了其重要性。

• 该标准将第一版中暗示但未说明的结构正式化，特别是结构赋值和枚举。它提供了一种新的函数声明形式，允许对定义和使用进行交叉检查。它规定了一个标准库，其中包含大量用于执行输入和输出、内存管理、字符串操作和类似任务的函数。它明确规定了原始定义中未阐明的功能的行为，同时还明确指出了语言的哪些方面仍然依赖于机器。

随着该标准的发布，C 语言成为了一种在不同环境下编程更加一致的语言。

时至今日，GNU 编译器集 (GCC) 不仅支持多种平台，还支持多种语言，是编译器发展的见证。我最喜欢计算机传说的一点是，许多最有贡献的人至今仍然健在，我们仍然有他们创造历史的记录。对于 GCC 来说，这也不例外，我们还保留着理查德-斯托尔曼（Richard Stallman）在 87 年介绍 GCC 测试版的文字。

日期Sun, 22 Mar 87 10:56:56 EST

发件人：rms (Richard M. Stallman)

GNU C 编译器现在可以通过 ftp 从文件/u2/emacs/gcc.tar on prep.ai.mit.edu。其中包括机器描述（internals.texinfo、internals.dvi 和 Info文件 internals）。

还包括 ANSI 标准（86 年 11 月）C 预处理器和 30 页的参考手册。

该编译器在 68020 上能正确编译，最近在 vax 上也能正确编译。

最近在 vax 上也是如此。它最近在68020 上编译了 Emacs，还编译了 tex-in-C 和 Kyoto Common Lisp。不过，它可能仍有许多 Bug，我希望你能帮我找出来。

我将离开一个月，所以现在报告的 Bug 在我回来之前不能被处理。

如果您不能使用 ftp，可以向自由软件基金会订购编译器 beta 测试磁带。自由软件基金会订购编译器 beta 测试磁带，价格为 150 美元（在马萨诸塞州加 5%的销售税，如果要空邮，海外加 15 美元）。

自由软件基金会
1000 Mass Ave
Cambridge, MA 02138

对我来说，这就像是计算机考古学。

今天，GCC 不仅仅是一个 C 编译器。它是一个编译器合集，支持这些编程语言：C、C++、Objective-C、Objective-C++、Fortran、Ada、D 和 Go。在当今所有编译器中，它支持最多的平台和最多的 CPU 架构，而且仍在积极开发中。看看这些编译器！但 GCC 并不是唯一的跨平台工业级编译器。LLVM 也提供了很好的体验，并得益于编译器构建方面数十年的后见之明。LLVM 由 Vikram Adve 和他的博士生 Chris Lattner 于 2000 年在伊利诺伊大学香槟分校创建。它最初是一个研究项目，当时克里斯正在放寒假。在接下来的一年里，Chris 和 Vikram 一直在研究这个编译器，然后发表了第一篇题为《Automatic Pool Allocation for Disjoint Data Structures》的论文。虽然他们当时并不知道，但他们正在创造历史。

1. LLVM IR
   • 前端开发人员只需了解 LLVM IR、其工作原理和不变式，就能轻松为 LLVM 创建新的前端。与其他编译器（如 GCC）不同，LLVM IR 是独立的，不需要从编译器的其他部分操作复杂的数据结构和全局变量 。
2. 基于模块化库的设计
   • LLVM 基础架构由松散耦合的库组成，而不是一个整体（包括优化器），允许开发人员根据自己的特定需求选择和排列优化传递。仅将必要的优化过程链接到最终应用程序中，从而优化编译时间并避免不必要的膨胀。
3. 可重定向代码生成器
   • LLVM 代码生成器将 LLVM IR 转换为目标特定的机器代码。它采用模块化方法，对指令选择、寄存器分配、调度、代码布局优化和汇编发射进行单独处理。这种灵活性使得针对特定目标的优化成为可能，例如 x86 的寄存器压力降低和 PowerPC 的延迟优化，而无需重写整个代码生成器。

最后，它比 GCC 年轻 13 岁，无需支持那么多体系结构。这意味着，加上 LLVM 的模块化特性，LLVM 的代码库比 GCC 小 3.5 倍（500 万行代码比 160 万行代码）。虽然这些数字看似惊人，但与拥有 1.5 亿行代码的强大福特 F150 相比，还是相形见绌。

照片：FourFour on Unsplash

不过，虽然 LLVM 可能比较新，但它仍然面临着来自 GCC 的激烈竞争。GCC 和 LLVM 都支持许多现代 C 和 C++ 标准，而且它们都有一套庞大的工具来处理输出结果。在 Jeremy Bennett 撰写的题为《编译器的成本是多少？一文中，我们看到了这些编译器带来的众多工具，以及创建配套软件套件所需的数十万行代码：

• 调试器：GDB（80 万行）或 LLDB（60 万行）