Android NDK 工具链中的 LLVM 有什么用？

Question

LLVM 在 Android NDK 工具链中有什么用？

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简单回顾：

我在 Ubuntu 上使用 Gradlew 构建我的本地项目，目标是 arm 和 x86_64 架构。貌似LLVM被用来调用arm-linux-androideabi-4.9的C/C++编译器以及x86_64(?)

以下内容摘自 armeabi-v7a/ndkBuild_build_output.log：

/home/mypc/Android/android-ndk-r17c/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64/bin/clang++ -MMD -MP -MF /home/mypc/git/android-project-1/build/intermediates/ndkBuild/debug/obj/local/armeabi-v7a/objs-debug/module-5/stream_cpp.o.d -gcc-toolchain /home/mypc/Android/android-ndk-r17c/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/linux-x86_64 -fpic -ffunction-sections -funwind-tables -fstack-protector-strong -Wno-invalid-command-line-argument ...

..以下内容摘自x86_64/ndkBuild_build_output.log：

/home/mypc/Android/android-ndk-r17c/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64/bin/clang++ -MMD -MP -MF /home/mypc/git/android-project-1/build/intermediates/ndkBuild/debug/obj/local/x86_64/objs-debug/module-5/stream_cpp.o.d -gcc-toolchain /home/mypc/Android/android-ndk-r17c/toolchains/x86_64-4.9/prebuilt/linux-x86_64 -target x86_64-none-linux-android -ffunction-sections -funwind-tables -fstack-protector-strong -fPIC -Wno-invalid-command-line-argument ...

• “...”表示我已经剪掉了这条单行命令的长尾。
• 个人文件夹和项目的名称已更改。

让我们看看 Android NDK 的 toolchains 文件夹里面有什么：

myacc:~/.../android-ndk-r17c/toolchains$ tree -L 1
.
├── aarch64-linux-android-4.9
├── arm-linux-androideabi-4.9
├── llvm
├── mips64el-linux-android-4.9
├── mipsel-linux-android-4.9
├── NOTICE-MIPS
├── NOTICE-MIPS64
├── renderscript
├── x86-4.9
└── x86_64-4.9

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这让我很困惑。我认为 llvm 是一种工具链，因为它被放置在这里，与其他工具链相邻。同样，LLVM 在 Android NDK 工具链中的实际用途是什么？

感谢您的帮助:)

Answer 1

LLVM 是编译器（后端）。使用的编译器是 Clang，它位于 llvm 目录中。 （LLVM 是 Clang 中进行实际代码生成的组件的名称，也就是后端。）

以前，NDK 使用 GCC 作为编译器。使用 GCC，每个目标架构（arm、aarch64、x86 等）都有一个单独的 GCC 副本，该副本是使用配置的单个目标构建的。另一方面，Clang/LLVM 可以使用单个编译器可执行文件针对任何已配置的架构。因此，使用 Clang，您将节省一些磁盘空间，避免使用许多单独的编译器可执行文件。这就是为什么 llvm 目录树只有一个副本的原因。

在 NDK r17 中，您可以使用 GCC 和 Clang 编译器；默认情况下使用 Clang，但 GCC 仍可用于尚未能够迁移到使用 Clang 的项目。在较新的 NDK 版本中，旧的 GCC 已被删除。

在较新的 NDK 版本中，即使删除了 GCC，架构特定的目录（如 aarch64-linux-android-4.9）仍然保留，因为仍然使用 GNU binutils（构建过程使用的次要工具），而且这些目录也进来了每个架构一个副本（即使它们在技术上可能跨架构工作）。

至于为什么要为例如arm 还提到了 x86_64；当您运行 Clang 或 GCC 时，您正在为运行 x86_64 的构建计算机运行一个可执行文件，因此路径的 prebuilt/linux-x86_64 部分。

Answer 2

LLVM 现在是一个伞形项目，它包含多种模块化和可重用的编译器和工具链技术。您可以在The LLVM Compiler Infrastructure查看更多详细信息。

对于 Android NDK，自 r13b 以来，llvm 成为默认工具链，自 r18b 以来已删除 gcc。

根据toolchains目录toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64，llvm支持所有的ABI，即x86、x86_64、arm、arm64。

在未来的 NDK 版本中，当所有 gcc 相关的工具、头文件和库都完全移植到 llvm 时，toolchains 目录下可能只有一个 llvm 目录。

可能有帮助的参考资料：Android NDK path variable for "strip" command in CMake build tool chain

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更新

刚刚对不同的 NDK 版本进行了快速测试，以检查用于交叉编译的 --gcc-toolchain 和 --sysroot 的配置。

在 r16b 上

--target=armv7-none-linux-androideabi 
--gcc-toolchain=~/ndks/android-ndk-r16b/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/darwin-x86_64
--sysroot=~/ndks/android-ndk-r16b/sysroot 

在 r17c 上

--target=armv7-none-linux-androideabi
--gcc-toolchain=~/ndks/android-ndk-r17c/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/darwin-x86_64
--sysroot=~/ndks/android-ndk-r17c/sysroot

在 r18b 上

--target=armv7-none-linux-androideabi19
--gcc-toolchain=~/ndks/android-ndk-r18b/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/darwin-x86_64
--sysroot=~/ndks/android-ndk-r18b/sysroot

在 r19b 上

--target=armv7-none-linux-androideabi19 
--gcc-toolchain=~/ndks/android-ndk-r19b/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64 
--sysroot=~/ndks/android-ndk-r19b/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/sysroot 

如上所示，在 NDK r19b 之前，NDK 使用 clang 编译器，但 --gcc-toolchain 和 --sysroot 被配置为构建工具、头文件和库的旧路径。

但是，从 NDK r19b 开始，--gcc-toolchain 和 --sysroot 被配置为新的工具链 llvm，即 toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64，以及工具（例如ranlib、ar、strip 等）头文件和“llvm 版本”的库将被使用。

另外，请注意toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64 包含对所有Android ABI 的支持，即aarch64-linux-android 用于arm64-v8a，arm-linux-androideabi 用于armeabi-v7a， i686-linux-android 用于 x86，x86_64-linux-android 用于 x86_64。

所以，如果你想纯粹使用 llvm 工具链，可以试试 NDK r19b。