在windows下使用llvm+clang

quasiceo 2017-12-14

展开全文

在windows下使用llvm+clang

sunchangming 发表于 2014年03月15日 03:23 | Hits: 21360

clang是FreeBSD和Mac下C/C++语言的默认编译器。如果你在苹果下做过开发，那么应该对它很熟悉。

这套工具链有很多优点：

代码很新，架构优良。
错误信息更友好。
静态检查功能更强大。
版权限制小，易于自定义模块来扩展它的功能。
背后有Apple和Google这两家商业公司的大力支持。比如XCode现在只支持clang而不支持gcc。
支持JIT。这使得C/C++可以像java那样半编译半解释，一次编译到处执行。
支持所有主流的操作系统。

clang只是一个前端，它背后用来生成二进制机器码的叫llvm。

llvm+clang 在windows下有两种，一个是用mingw编译的，使用gcc的头文件和库。一个是用vc编译的，使用vc的头文件和库。

mingw版本的下载地址是：http:///releases/3.4/LLVM-3.4-win32.exe 这是由官方提供的

vc版本的下载地址是：http://pan.baidu.com/s/1eQf6E90这是我自己编译的，32位版本。

我建议你安装vc版本的，

因为优点是：

它编译出来的是更原生态的程序。不依赖于mingw，只依赖于vc的dll。
我自己编译的这个版本功能更全，包含了llvm的JIT执行器、clang的扩展工具（如把老风格的代码转换成c++11）等等。
性能更高。

但也有一些缺点：

必须依赖于visual studio。请先安装visual studio再安装llvm。

没有安装visual studio的可以从微软的官方网站下载： http://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=40778 。没有密钥的发邮件找我要。

如果已经有visual studio但是版本不是2013的，请安装vc 2013的可再分发包：http://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=40784

clang安装好以后，你可以先打开它下面的bin目录看一眼，里面有30多个exe。主要比较常用的是：

clang: C语言编译器，类似于gcc
clang++: C++编译器，类似于g++。clang++只是clang的一个别名。
lld: 链接器，类似于ld。但是默认不用它，默认用vc的link.exe。
clang-format：按照固定的规范格式化C/C++代码，非常智能。文档请见：http://clang./docs/ClangFormat.html
clang-modernize：把按照C++98标准写的代码，转成C++11标准的。文档请见：http://clang./extra/ModernizerUsage.html
llvm-as - LLVM 汇编器
llvm-dis - LLVM 反汇编器
opt - LLVM 优化器
llc - LLVM 静态编译器
lli - LLVM的字节码执行器（某些平台下支持JIT）
llvm-link - LLVM的字节码链接器
llvm-ar - LLVM的静态库打包器，类似unix的ar。
llvm-nm - 类似于unix的nm。

Hello World

然后写一个hello world试下。

#include <windows.h>

int main(){
  MessageBox(NULL,"hello\n",NULL,MB_OK);  
  return 0;
}

由于默认情况下clang的链接器用的还是vc的链接器，所以在执行编译操作之前，得先设置vc所需要的环境变量。打开C:\Program Files (x86)\VS\Common7\Tools\Shortcuts，执行那个名为“VS2013 x86 Native Tools Command Prompt”的快捷方式。

然后在这里面执行

C:> clang++ -o hello.exe hello.cpp -Wl,”user32.lib”

这个版本的clang有一个缺陷，它不会自动把-lxxx 这样的参数正确传递给vc的link.exe。所以我只能用-Wl这样的方式传。

编译好的exe执行结果如下：

Sanitizer

clang有一个王牌功能是sanitizer。它包含三种：AddressSanitizer、MemorySanitizer、ThreadSanitizer。AddressSanitizer和MemorySanitizer最初是google开发的，用于运行时检测C/C++程序中的内存错误。在编译的时候加上-fsanitizer参数，编译器就会在生成的代码中插入一些运行时检查。比如你可以拿下面的这段代码试下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(int argc,char* argv[]){
  char buf[4];
  strcpy(buf,argv[1]);
  printf("%s\n",buf);
  return 0;
}

它把命令行的第一个参数复制到一个临时的缓存区中，然后打印出来。

这段代码有两个bug：

在访问argv的时候可能会越界。（用户执行时没有加任何参数）
buf不够长，写入时可能会越界，这将会造成严重的安全漏洞。

来，编译试下：

C:>clang++ -fsanitize=address -o t.exe badcode.cpp -g3 -DDEBUG -D_DEBUG

然后运行：

C:>t 3
3

C:>t 355
355

C:>t 3554664
=================================================================
==4044==ERROR: AddressSanitizer: stack-buffer-overflow on address 0x0024fd44 at
pc 0x1274038 bp 0xdeadbeef sp 0x24fbf0
WRITE of size 8 at 0x0024fd44 thread T0
#0 0x127404c wrap_strcpy c:\users\cm\documents\os\llvm-3.4\projects\compile
r-rt\lib\asan\asan_interceptors.cc:490
#1 0x12612a7 main+0x0x000002a7
#2 0x1278212 __tmainCRTStartup f:\dd\vctools\crt\crtw32\startup\crt0.c:255
#3 0x772d3369 BaseThreadInitThunk+0x0x00000011
#4 0x77ba9f71 RtlInitializeExceptionChain+0x0x00000062
#5 0x77ba9f44 RtlInitializeExceptionChain+0x0x00000035

Address 0x0024fd44 is located in stack of thread T0 at offset 228 in frame
#0 0x126100f main+0x0x0000000f

This frame has 4 object(s):
[32, 36) ”
[96, 100) ”
[160, 164) ”
[224, 228) ‘buf’ <== Memory access at offset 228 overflows this variable
HINT: this may be a false positive if your program uses some custom stack unwind
mechanism or swapcontext
(longjmp and C++ exceptions *are* supported)
SUMMARY: AddressSanitizer: stack-buffer-overflow ??:0 ??
Shadow bytes around the buggy address:
0x20049f50: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0x20049f60: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0x20049f70: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0x20049f80: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 f1 f1 f1 f1
0x20049f90: 04 f4 f4 f4 f2 f2 f2 f2 04 f4 f4 f4 f2 f2 f2 f2
=>0x20049fa0: 04 f4 f4 f4 f2 f2 f2 f2[04]f4 f4 f4 f3 f3 f3 f3
0x20049fb0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0x20049fc0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0x20049fd0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0x20049fe0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0x20049ff0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
Shadow byte legend (one shadow byte represents 8 application bytes):
Addressable: 00
Partially addressable: 01 02 03 04 05 06 07
Heap left redzone: fa
Heap right redzone: fb
Freed heap region: fd
Stack left redzone: f1
Stack mid redzone: f2
Stack right redzone: f3
Stack partial redzone: f4
Stack after return: f5
Stack use after scope: f8
Global redzone: f9
Global init order: f6
Poisoned by user: f7
ASan internal: fe
==4044==ABORTING

它会提前把错误检测出来，并终止程序。