OpenHarmony下musl编译工具链普法

最新推荐文章于 2025-03-08 09:32:25 发布

IT先森

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分类专栏： OpenHarmony 文章标签： musl clang musl-libc glibc

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/tkwxty/article/details/136496333

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OpenHarmony下musl编译工具链普法

引言

欠的债总是要还的，这不前面欠的关于OpenHarmony下musl相关的还是要还的。这里我对其中的相关知识点，梳理，归纳重新消化下！

一.GCC/Clang/LLVM的区别与联系

说实话，这块我现在都木有搞清楚，GCC/Clang/LLVM之间的区别与联系！这里只能硬着头皮,捡一捡网上各路大神的总结，先理解一波有个基本概念！

先了解，后面再深入吗！先搞个普法，对概念先有个基本的认识！

1.1 GCC的简介

传统的编译器譬如gcc设计是分为三个部分，如下图所示：

前端， front end：解析源码，检查错误（词法分析（lexical analysis）, 语法分析（syntax analysis）, 语义分析（semantic analysis）），所以前端又称为分析阶段。并且构建一个特定于语言的抽象语法树（Abstract Syntax Tree，AST）来代表输入的代码。
优化器，optimizer ：负责进行各种转换尝试，改善代码的执行时间，比如消除冗余计算。通常或多或少与语言及目标无关。
后端，back end：代码产生器，将代码映射到目标指令集，除了编写正确的代码外，它还负责生成利用所支持体系结构的不寻常特性的良好代码。一个编译器后端的通用部分包含指令选择，寄存器分配，及指令调度（instruction selection, register allocation, and instruction scheduling）

1.2 GCC架构的优点

GCC架构的优点总结为如下几点:

使用通用的中间代码，新增支持语言只需要新增一个前端，新增支持目标机器只需要新增一个后端
针对前后端，开发人员技术栈不同，开发人员只需要关注自身的技术栈，有利于让更多人员参与进来

总结来说，前端+优化器+后端的结构有三大好处：灵活程度高，组件复用率高，维护成本低

1.3 GCC架构的缺点

GCC的三段式模块必须配套使用，很难做到部分重用
不能将 GCC 部分功能作为库重用的原因有很多，包括滥用全局变量、不可变变量不能更改限制不严、设计不良的数据结构、庞大的代码库、以及使用宏来防止代码库一次编译可以支持多个编译前端-目标机对。不过，最难解决的问题是其早期设计和那个时代所固有的架构设计。具体来说，GCC 饱受分层问题和抽象漏洞的困扰：编译后端遍历编译前端抽象语法树（AST）来生成调试信息（debug info），编译前端生成编译后端数据的结构，整个编译器依赖命令行设置的全局数据结构。

上面的这些优缺点，不是专业人士基本是体会不到相关差异的。我是木有体会到！

1.4 LLVM介绍

LLVM是开源的编译器(compiler)架构，以cpp编写而成，用于优化以随意程序语言编写的程序的编译时间(compile-time)、链接时间(link-time)、执行时间(run-time)以及空暇时间(idle-time)，对开发人员保持开放，并兼容已有脚本。LLVM的设计就采用了上述前端+优化器+后端的设计。如下图所示：

基于这个认知，我们可以认为 LLVM 包括了两个概念：一个广义的 LLVM 和一个狭义的 LLVM 。广义的 LLVM 指的是一个完整的 LLVM 编译器框架系统，包括了前端、优化器、后端、众多的库函数以及很多的模块；而狭义的 LLVM 则是聚焦于编译器后端功能的一系列模块和库，包括代码优化、代码生成、JIT 等。

整体的编译器架构就是 LLVM 架构：

Clang 大致可以对应到编译器的前端，主要处理一些和具体机器无关的针对语言的分析操作；
编译器的优化器和后端部分就是之前提到的 LLVM 后端，即狭义的 LLVM。

此外，由于 LLVM 的命名最早源自于底层虚拟机（Low Level Virtual Machine）的首字母缩写，但这个项目的范围并不局限于创建一个虚拟机，这个缩写导致了大量的疑惑。LLVM 成长之后已成为众多编译工具及低级工具技术的统称，使得这个名字变得更不贴切，所以开发者决定放弃这个缩写的涵义，现在 LLVM 已独立成为一个品牌，适用于 LLVM 下的所有项目，包括 LLVM 中介码、LLVM 除错工具、LLVM cpp 标准库等。

1.5 clang介绍

Clang 是一个 C、cpp、Objective-C 和Objective-cpp编程语言的编译器前端，采用底层虚拟机（LLVM）作为后端。

Clang 采用的是 BSD 协议的许可证，而 GCC 采用的是 GPL 协议，显然前者更为宽松；
Clang 是一个高度模块化开发的轻量级编译器，编译速度快、占用内存小、有着友好的出错提示
Clang项目包括Clang前端和Clang静态分析器等，目的是输出代码对应的抽象语法树并将代码编译成LLVM bitcode
接着后端使用LLVM编译成平台相关的机器语言

1.6 gcc和clang的交叉编译

gcc和clang都支持交叉编译链，gcc这个就比较常见了像后面章节2.2所描述的就是gcc的一个交叉编译工具链！clang通过–target=基本选项是定义目标体系结构，triple 的一般格式为<sub>---，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。

譬如:

--target=arm-linux-gnueabihf

并且通常一个大型的编译工程，不会是上面这么直接裸写的，一般会通过环境变量进行控制的。

export LINUX_ROOT="$HOME/OH_V3.2_BETA2/code-v3.2-Beta2"
export SYSROOT="${LINUX_ROOT}/OpenHarmony/out/rk3568/obj/third_party/musl"
export LLVM_BUILD_DIR="${LINUX_ROOT}/llvm"
export PATH=${
   LINUX_ROOT}/OpenHarmony/prebuilts/clang/ohos/linux-x86_64/llvm/bin:$PATH
export ARCH=arm64
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-ohos-
export HOSTCC=clang
export BUILD=debug