// example.c
#define SQUARE(x) ((x) * (x))

int add(int a, int b);

int main() {
    int x = SQUARE(5);
    int y = add(x, 3);
    return y;
}

# 步骤 1: 预处理（-E）
clang -E example.c -o example.i
# 输出：宏展开、include 展开后的纯 C 代码

# 步骤 2: 生成 LLVM IR（-S -emit-llvm）
clang -S -emit-llvm example.c -o example.ll

# 步骤 3: 生成汇编（-S）
clang -S example.c -o example.s

# 步骤 4: 生成目标文件（-c）
clang -c example.c -o example.o

# 步骤 5: 链接
clang example.o -o example

# 查看完整编译过程（-v）
clang -v example.c -o example

# 仅做语法检查
clang -fsyntax-only example.c

# 查看 Clang 实际执行的所有子阶段
clang -ccc-print-phases example.c

// diagnostic.c
struct Point { int x; int y; };

int main() {
    struct Point p;
    p.z = 10;           // 错误：没有成员 'z'
    
    int arr[5];
    arr[10] = 1;        // 警告：数组越界
    
    int *p2 = 0;
    *p2 = 42;           // 警告：空指针解引用
    
    return 0;
}

clang -Wall -Wextra diagnostic.c

# 启用所有警告
clang -Wall -Wextra file.c

# 将警告视为错误
clang -Werror file.c

# 禁用特定警告
clang -Wno-unused-variable file.c

# 启用特定警告
clang -Wunused-variable file.c

# 设置警告级别
clang -Weverything file.c    # 启用所有警告（包括不推荐的）
clang -pedantic file.c        # 严格标准合规

# 仅显示前 N 个错误
clang -ferror-limit=10 file.c

# 不显示警告
clang -w file.c

# 在宏展开中显示错误
clang -fmacro-backtrace-limit=0 file.c

// 在代码中控制诊断
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wunused-variable"
int unused_var = 42;  // 此警告被抑制
#pragma clang diagnostic pop

// GCC 兼容的 pragma
#pragma GCC diagnostic push
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wunused-variable"
int another_unused = 10;
#pragma GCC diagnostic pop

// 属性方式
void func() __attribute__((deprecated("使用 new_func 替代")));

# 驱动模式：Clang 作为完整的编译器
clang file.c -o file            # 完整编译
clang++ file.cpp -std=c++17     # C++ 编译

# 驱动模式会自动调用：
# 1. 预处理器
# 2. 编译器前端
# 3. 后端优化器
# 4. 汇编器
# 5. 链接器

# 前端模式：直接调用 Clang 前端
# 注意：-cc1 选项与驱动模式不同

# 查看 -cc1 调用
clang -### file.c
# 输出显示实际的 -cc1 命令

# 直接调用前端
clang -cc1 -emit-llvm file.c -o file.ll

# 查看前端选项
clang -cc1 --help

# 常用 -cc1 选项
clang -cc1 -ast-dump file.c        # 导出 AST
clang -cc1 -emit-llvm file.c       # 生成 LLVM IR
clang -cc1 -emit-obj file.c        # 生成目标文件
clang -cc1 -fsyntax-only file.c    # 仅语法检查
clang -cc1 -E file.c               # 仅预处理

# 语言标准
clang -std=c11 file.c             # C11 标准
clang -std=c17 file.c             # C17 标准
clang -std=c23 file.c             # C23 标准
clang -std=c++17 file.cpp         # C++17 标准
clang -std=c++20 file.cpp         # C++20 标准
clang -std=c++23 file.cpp         # C++23 标准

# 优化级别
clang -O0 file.c                  # 无优化
clang -O1 file.c                  # 基础优化
clang -O2 file.c                  # 标准优化
clang -O3 file.c                  # 激进优化
clang -Os file.c                  # 优化大小
clang -Oz file.c                  # 最小大小

# 调试信息
clang -g file.c                   # 生成 DWARF 调试信息
clang -g0 file.c                  # 无调试信息
clang -gline-tables-only file.c   # 仅行号表（用于 ASan 等）

# 目标架构
clang --target=aarch64-linux-gnu file.c       # ARM64
clang --target=riscv64-linux-gnu file.c       # RISC-V 64
clang --target=wasm32-unknown-unknown file.c  # WebAssembly
clang -march=native file.c                    # 针对本机 CPU
clang -mavx2 file.c                           # 启用 AVX2

# 链接选项
clang file.c -lm                  # 链接数学库
clang file.c -lpthread            # 链接 pthread
clang file.c -static              # 静态链接
clang -shared file.c -o lib.so    # 生成共享库

// 宏定义
#define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
#define PI 3.14159265358979

// 条件编译
#ifdef DEBUG
    printf("Debug mode\n");
#elif defined(RELEASE)
    printf("Release mode\n");
#else
    printf("Unknown mode\n");
#endif

// 文件包含
#include <stdio.h>      // 系统头文件
#include "myheader.h"   // 用户头文件
#include <bits/stdc++.h> // GCC 扩展（非标准）

// 预定义宏
printf("File: %s, Line: %d, Func: %s\n",
       __FILE__, __LINE__, __func__);
printf("Date: %s, Time: %s\n", __DATE__, __TIME__);

# 查看预处理输出
clang -E file.c

# 查看宏展开
clang -E -dM file.c               # 所有宏定义
clang -E -dD file.c               # 包含宏定义的预处理输出

# 查看 include 搜索路径
clang -E -v file.c -o /dev/null   # 包含搜索路径

# 生成依赖文件（用于 Makefile）
clang -M file.c                    # 完整依赖
clang -MM file.c                   # 仅用户头文件
clang -MD file.c                   # 生成 .d 文件

// __attribute__ 扩展
__attribute__((noreturn)) void abort(void);
__attribute__((format(printf, 1, 2))) void mylog(const char *fmt, ...);
__attribute__((aligned(64))) int cache_line[16];
__attribute__((packed)) struct PackedStruct { char a; int b; };

// __builtin 扩展
int clz = __builtin_clz(x);           // 前导零计数
int pop = __builtin_popcount(x);       // 位计数
int bswap = __builtin_bswap32(x);      // 字节序翻转
bool over = __builtin_add_overflow(a, b, &result); // 溢出检查
__builtin_unreachable();               // 不可达标记

// 类型扩展
__int128 big = (__int128)1 << 64;     // 128 位整数
__float16 h = 1.5f;                    // 16 位浮点
_Complex double c = 1.0 + 2.0i;       // 复数

// 语句表达式
#define MIN(a, b) ({ typeof(a) _a = (a); typeof(b) _b = (b); _a < _b ? _a : _b; })

// Labels as Values（计算 goto）
void *ptr = &&label;
goto *ptr;
label: printf("jumped here\n");

// Vector Extensions（SIMD）
typedef int v4si __attribute__((vector_size(16)));
v4si a = {1, 2, 3, 4};
v4si b = {5, 6, 7, 8};
v4si c = a + b;  // {6, 8, 10, 12}

# 运行静态分析
clang --analyze file.c

# 生成 HTML 报告
clang --analyze -Xanalyzer -analyzer-output=html -o report file.c

# 常用检查器
clang --analyze -Xanalyzer -analyzer-checker=core file.c        # 核心检查
clang --analyze -Xanalyzer -analyzer-checker=deadcode file.c    # 死代码
clang --analyze -Xanalyzer -analyzer-checker=security file.c    # 安全检查
clang --analyze -Xanalyzer -analyzer-checker=unix file.c        # Unix API

# 列出所有检查器
clang --analyze -Xanalyzer -analyzer-checker-help

// bug.c — 包含常见 bug
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int *potential_leak(int size) {
    int *p = malloc(size * sizeof(int));
    if (size > 100) {
        return NULL;  // Bug: 内存泄漏！p 未释放
    }
    return p;
}

int null_deref(int *p) {
    int *q = p;
    if (q == NULL) {
        *q = 42;  // Bug: 空指针解引用
    }
    return 0;
}

int buffer_overflow() {
    char buf[10];
    strcpy(buf, "This is a very long string");  // Bug: 缓冲区溢出
    return 0;
}

clang --analyze bug.c
# Clang 静态分析器会报告:
# 1. Potential leak of memory pointed to by 'p'
# 2. Dereference of null pointer
# 3. strcpy buffer overflow

# 安装交叉编译工具链
sudo apt install gcc-aarch64-linux-gnu

# 为 ARM64 编译
clang --target=aarch64-linux-gnu \
      --sysroot=/usr/aarch64-linux-gnu \
      -march=armv8-a \
      file.c -o file-arm64

# 为 RISC-V 64 编译
clang --target=riscv64-linux-gnu \
      --sysroot=/usr/riscv64-linux-gnu \
      -march=rv64gc \
      file.c -o file-riscv64

# 为 WebAssembly 编译
clang --target=wasm32-unknown-unknown \
      -nostdlib \
      file.c -o file.wasm

# 生成交叉编译工具链的 sysroot
# 使用 Clang 内置的 --print-target-triple 查看默认目标
clang --print-target-triple

# clang-tidy 代码检查
clang-tidy file.c -- -std=c17

# clang-format 代码格式化
clang-format -style=llvm file.c
clang-format -i *.c  # 就地格式化

# clangd 语言服务器（VS Code / Vim 等使用）
# 需要 compile_commands.json
cmake -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON -S . -B build
ln -s build/compile_commands.json .