使⽤Clang作为编译器——使⽤Clang交叉编译
使⽤ Clang 交叉编译
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1. 介绍
本⽂档将指导您选择正确的 Clang 选项，以便将代码交叉编译到不同的体系结构。它假定您已经知道如何为主机体系结构编译相关代码，并且知道如何选择附加的include和库路径。
然⽽，这个⽂档不是⼀个“如何做”的⽂档，也不会帮助您设置build系统或Makefiles，也不会帮助您选择正确的 CMake 选项，等等。此外，它没有涵盖所有可能的选项，也没有包含特定架构的特定⽰例。对于⼀个具体的例⼦，可能会很有趣。
阅读本⽂之后，您应该熟悉与交叉编译相关的主要问题，以及 Clang 为执⾏交叉编译提供了哪些主要编译器选项。
2. 交叉编译问题(Cross compilation issues)
在 GCC 世界中，每个主机/⽬标(host/target)组合都有⾃⼰的⼀组⼆进制⽂件、头⽂件、库等。因此，通常很容易下载⼀个包含所有⽂件的包，解压缩到⼀个⽬录，然后将build系统指向该编译器，该编译器将知道其位置，并在编译代码时到所需的所有内容。
另⼀⽅⾯，Clang/LLVM 本质上是⼀个交叉编译器，这意味着⼀组程序可以通过设置-target选项编译到所有⽬标。对于希望编译到不同平台和体系结构的程序员，对于只需要维护⼀个build系统的编译器开发⼈员，对于OS发布，只需要⼀组main包，这使得编译变得容易得多。
但是，与任何交叉编译器⼀样，考虑到不同体系结构、操作系统和选项的复杂性，要到头⽂件、库或binutils来⽣成⽬标特定的代码并不总是那么容易。因此，您需要指定选项(options)来帮助 Clang 了解您要编译的⽬标、⼯具的位置等等。
另⼀个问题是编译器只附带标准库(如compiler-rt、libcxx、libgcc、libm等)，因此您必须到并提供给构建系统，以及构建软件所需的每个特定于您的⽬标(target)的其他库。仅仅安装主机(host)的库是不够的。
最后，并不是所有的⼯具链(toolchains)都是相同的，因此，并不是每个 Clang 选项都能神奇地⼯作。有些选项，⽐如--sysroot(它可以有效地更改头⽂件和库的逻辑根)，假设所有⼆进制⽂件和库都在同⼀个⽬录中，当发⾏版的包管理安装了交叉编译器时，这可能不是真的。因此，对于每个特定的情况，
您可以使⽤多个选项，并且在⼤多数情况下，您最终将⼿动设置include paths (-I)和library paths (-L)
综上所述，不同的⼯具链可能：
特定于 host/target 或更灵活
放在⼀个⽬录中，或者分散在整个系统中
默认情况下有不同的库集和头⽂件集
需要特殊的选项，这是您的构建系统⽆法⾃⼰解决的
3. Clang中的⼀般交叉编译选项(General Cross-Compilation Options in Clang)
3.1 Target Triple
基本选项是定义⽬标体系结构。为此，使⽤-target <triple>。如果不指定⽬标，CPU 名称将不匹配（因为 Clang 假设host triple），编译将继续进⾏，为主机平台创建代码，稍后在汇编或链接时代码将中断。
triple 的⼀般格式为<arch><sub>-<vendor>-<sys>-<abi>，其中：
arch = x86_64、i386、arm、thumb、mips等。
sub = v5, v6m, v7a, v7m等。
vendor = pc, apple, nvidia, ibm，等。
sys = none, linux, win32, darwin, cuda等。
abi = eabi, gnu, android, macho, elf等。
当然，sub体系结构选项对于它们⾃⼰的体系结构是可⽤的，所以“x86v7a”没有意义。只有在发⽣相关更改时才需要指定vendor，例如在PC和Apple之间。⼤多数情况下，可以忽略它(并且未知)，这将为指定的体系结构设置默认值。system名称通常是OS (linux, darwin)，但也可以像裸⾦属“none”⼀样特殊。
当⼀个参数不重要时，可以省略它，或者您可以选择unknown并使⽤缺省值。如果您选择⼀个 Clang 不知道的参数，⽐如blerg，它将忽略并假设未知，这并不总是需要的，所以要⼩⼼。
最后，ABI选项将选择默认的CPU/FPU，定义代码的特定⾏为(pc、扩展)，并选择正确的库调⽤，等等。
3.2 CPU、FPU、ABI
⼀旦指定了⽬标，就到了选择要编译到的硬件的时候了。对于每种体系结构，都会选择⼀组默认的CPU/FPU/ABI，因此您⼏乎总是必须通过flag更改它。
典型的flag包括:
-mcpu=<cpu-name>，如x86-64, swift, cortex-a15
-mfpu=<fpu-name>，如SSE3, NEON，控制FP单元可⽤
-mfloat-abi=<fabi>，如控制浮点寄存器的软、硬件
默认值通常是公分母，因此Clang不会⽣成中断的代码。但这也意味着您⽆法为特定的硬件获得最佳代码，这可能意味着速度⽐您预期的要慢⼏个数量级。
例如，如果您的⽬标是arm-none-eabi，那么默认的CPU将是使⽤软浮点数的arm7tdmi，这在现代内核上是⾮常慢的，⽽如果您的三元组是armv7a-none-eabi，那么它将是带NEON的Cortex-A8，但是仍然使⽤软浮点数，这要好得多，但是仍然不是很好。
3.3 ⼯具链选项
控制对交叉编译器的访问有三个主要选项:-sysroot、-I和-L。最后两个是众所周知的，但是对于特定于⽬标的附加库和头⽂件来说，它们尤其重要。
有两种主要的⽅式获得⼀个交叉编译器:
1. 当您将交叉编译器从zip⽂件解压缩到⽬录中时，必须使⽤--sysroot=<path>。path是您解压缩⽂件的根⽬录，Clang 将查其中包含
的⽬录bin、lib。
在这种情况下，您的设置应该已经基本完成(如果不需要额外的头⽂件或库)，因为Clang将在其中到它需要的所有⼆进制⽂件(汇编器、链接器等)。
gnu编译器2. 当您通过包管理器安装(现代Linux发⾏版有交叉编译器包可⽤)时，请确保您设置的⽬标triple也是交叉编译器⼯具链的前缀。
在本例中，Clang 将到其他⼆进制⽂件(汇编器、链接器)，但并不总是在⽬标头⽂件和库所在的位置。⼈们经常在Clang 中添加特定于系统的线索，但是随着事情的变化，它很可能不会发现，⽽不是相反。
因此，在这⾥，如果⼿动指定include/library⽬录(通过-I和-L)，将会安全得多。
4. 特定⽬标的库(Target-Specific Libraries)
作为构建的⼀部分编译的所有库都将被交叉编译到⽬标，构建系统可能会在正确的位置到它们。但是，通常检查的所有依赖项
(如libxml或libz等)都将与主机平台匹配，⽽不是与⽬标平台匹配。
因此，如果构建系统没有意识到您想交叉编译代码，那么它将错误地获得每个依赖项，并且编译将在构建期间失败，⽽不是在配置期间。
此外，查⽬标的库并不像查主机那么容易。⼤多数OS的包中没有多少跨库可⽤，所以您必须从源代码交叉编译它们，或者下载⽬标平台的包，提取库和头⽂件，将它们放在特定的⽬录中，并添加-I和-L指向它们。
此外，⼀些库对不同的⽬标具有不同的依赖关系，因此，在主机中查依赖关系的配置⼯具可能会将⽬标平台的列表弄错。这意味着在设置⾃⼰的库路径时，您的构建的配置可能会出错，您必须通过附加标志(configure、Make、CMake等)来扩充它。
5. Multilibs
当您希望交叉编译到多个配置时，例如hard-float-ARM和soft-float-ARM，您必须拥有库的多个副本和(可能的)头⽂件。
有些Linux发⾏版⽀持Multilib，⽤⼀种更简单的⽅式为你处理，但是如果你不⼩⼼，例如，忘记指定-ccc-gcc-name armv7l-linux-gnueabihf-gcc(使⽤hard-float)，Clang将选择armv7l-linux-gnueabi-ld(使⽤soft-float)，并且将会发⽣链接器错误。
如果您正在为不同的ABIs(如gnueabi和androideabi)编译，甚⾄可能链接并运⾏，但会产⽣运⾏时错误，这将更加难以跟踪和修复，那么情况也是⼀样的。

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