这篇文章主要介绍如何在Windows使用Clang编译器来编译C/C++程序(在命令行下,clang是C编译器,编译C++需要使用clang++)。

简介

基于LLVM强大的模块性和优化能力,作为C/C++编译器的Clang后发优势惊人。

下载Clang预编译好的二进制包

LLVM Download Page页面可以下载预编译好的Clang Windows包(目前最新的包是7.01)。这个包里面内容还挺全的,包含Clang ToolsExtra Clang Tools

手动编译

如果你不想使用预先编译好的包,比如你想对编译选项做一些调整,可以手动编译Clang。可以参考下面文档:

有几个关键步骤在这里阐述一下:

  • LLVM Download Page下载源代码:
    • cfe-7.0.1.src.tar.xz
    • clang-tools-extra-7.0.1.src.tar.xz
    • llvm-7.0.1.src.tar.xz
  • 把上面的源代码解压后放在正确的目录下:
    • llvm-7.0.1.src.tar.xz 解压并重命名成llvm
    • cfe-7.0.1.src.tar.xz解压llvm/tools目录下,并重命名成clang
    • clang-tools-extra-7.0.1.src.tar.xz解压到llvm/tools/clang/tools目录下,并重命名成extra
  • 安装Visual Studio 2017 (Community版即可)
  • 安装CMake和GnuWin32Utils
  • 在llvm目录下创建一个build目录,并进入
  • 打开命令行提示符(确保CMake和GnuWin32Utils都在PATH中),执行cmake -G "Visual Studio 15 2017" -A x64 -Thost=x64 ..
  • 用Visual Studio打开LLVM.sln,设置目标项目为ALL_BUILD,配置类型为Release,然后开始构建。睡个午觉之后,差不多就编译好了,生成的文件在build/Release目录下

C++标准库

Clang的C++标准库[libc++](https://libcxx.llvm.org/)看起来不支持Winodws,所以用clang++编译下面这个C++程序的时候:

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  cout << "Hello!" << endl;
  return 0;
}

会显示错误:

clang++.exe: warning: unable to find a Visual Studio installation; try running C
lang from a developer command prompt [-Wmsvc-not-found]
a.cpp:1:10: fatal error: 'iostream' file not found
#include <iostream>
         ^~~~~~~~~~
1 error generated.

解决这个问题有两个办法,一个是使用Visual Studio提供的C++库,另一个是使用MinGW提供的GCC的C++标准库(libstdc++)。

使用Visual Studio的C++库

这是Clang的默认选项。

执行clang -v可以看到:

clang version 7.0.1 (tags/RELEASE_701/final)
Target: x86_64-pc-windows-msvc
Thread model: posix
InstalledDir: C:\Program Files\LLVM\bin

默认的Target是x86_64-pc-windows-msvc,也就是使用isual Studio的C++标准库。

如果你安装了全套的Visual Studio,那么从开始菜单的Visual Studio目录下打开Visual Studio的命令行,在这个命令行里面使用clang编译C++,clang会自己找到相应的C++库。

如果你没有安装全套的Visual Studio也不要紧,其实所需要的只是Visual Studio Build Tools,可以在VisualStudio Download下面。 关于如何使用Build Tools,可以参照这篇文章How to compile C++ code with VS Code and Clang

使用Visual Studio或者其相关的工具需要受到微软的License约束,目前Visual Studio的Community版本可以用于个人或者非商业项目。如果公司项目中使用Visual Studio Community版则有点违反授权的意味。

使用MinGW提供libstdc++

是的,Clang可以从GCC那借用C++标准库,也就是libstdc++。在Windows上MinGW项目提供了一个Windows版的GCC,包含libstd++可供Clang使用。

MinGW的下载页面可以看到很多下载选项,适合Windows的有Cygwin、MingW-W64-builds和Msys2。

没什么别的需求的话,可以选用MingW-W64-builds

MingW-W64-builds提供一个安装器,来帮你选择合适的编译版本。最主要的是要选好i686版本,还是x86_64版本。本文以x86_64为例。

要让Clang使用MinGW,需要为clang指定命令行选项-target x86_64-pc-windows-gnu,但是我们执行clang++ -target x86_64-pc-windows-gnu a.cpp发现a.cpp:1:10: fatal error: 'iostream' file not found的错误依然存在。

这主要是因为MinGW默认安装在C:\Program Files\mingw-w64下面,Clang找不到MinGW。使用额外的-v选项,我们可以发现:

clang -cc1 version 7.0.1 based upon LLVM 7.0.1 default target x86_64-pc-win32
ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32\include\c++"
ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32\include\c++\x86_64-w64-mingw32"
ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32\include\c++\backward"
ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32\include\c++\"
ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32\include\c++\\x86_64-w64-mingw32"
ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32\include\c++\\backward"
ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\include\c++\"
ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\include\c++\\x86_64-w64-mingw32"
ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\include\c++\\backward"
ignoring nonexistent directory "include\c++"
ignoring nonexistent directory "include\c++\x86_64-w64-mingw32"
ignoring nonexistent directory "include\c++\backward"
ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32/sys-root/mingw/include"
ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32\include
"
#include "..." search starts here:
#include <...> search starts here:
 C:\Program Files\LLVM\lib\clang\7.0.1\include
 C:\Program Files\LLVM\include
End of search list.
a.cpp:1:10: fatal error: 'iostream' file not found
#include <iostream>
         ^~~~~~~~~~
1 error generated.

Clang默认在自己的安装目录C:\Program Files\LLVM下查找MinGW。要解决这个问题,一个办法是把MinGW安装或者链接到Clang需要的目录。

此外还有一个办法,就是把MingGW的g++命令添加到PATH环境变量中去。以我的MinGW安装为例,在命令行中执行

set path=C:\Program Files\mingw-w64\x86_64-8.1.0-win32-seh-rt_v6-rev0\mingw64\bin;%path%

然后Clang就可以通过g++顺藤摸瓜,找到相应的头文件和库。

其他

(完)

更新2019-09-19

可以从下面地址获取较新的基于MinGW的GCC:

(更新完)