适用于 Arm 的 LLVM 嵌入式工具链

该存储库包含构建脚本和辅助材料，用于构建基于裸机 LLVM 的针对 Arm 的工具链，基于：

铿锵+llvm
LLD
libc++abi
库++
编译器-rt
picolibc，或可选的 newlib 或 LLVM 的 libc

目标

目标是提供一个基于 LLVM 的裸机工具链，可以针对 Armv6-M 及更高版本的 Arm 架构系列。该工具链遵循 Arm 架构的 ABI，并尝试提供嵌入式和实时操作系统所需的典型功能。

支持的架构

ARMv6-M
Armv7-M
Armv7E-M
Armv8-M 主线和基线
Armv8.1-M 主线和基线
Armv4T（实验性）
Armv5TE（实验性）
Armv6（实验性，使用 Armv5TE 库变体）
Armv7-A
Armv7-R
AArch32 Armv8-A
AArch32 Armv8-R
AArch64 Armv8-A

C++ 支持

使用 LLVM 中的 libc++ 和 libc++abi 部分支持 C++。不支持的功能包括：

多线程

Arm 的 LLVM 嵌入式工具链使用不稳定的 libc++ ABI 版本。此 ABI 使用所有最新的 libc++ 改进和错误修复，但在链接针对旧版本 ABI 编译的对象时可能会导致链接错误。有关更多信息，请参阅 https://libcxx.llvm.org/DesignDocs/ABIVersioning.html。

成分

Arm 的 LLVM 嵌入式工具链依赖于以下上游组件

成分	关联
LLVM	https://github.com/llvm/llvm-project
吡啶甲酸乙酯	https://github.com/picolibc/picolibc

执照

该存储库的内容已获得 Apache-2.0 许可。请参阅 LICENSE.txt。

生成的二进制文件受各自的开源许可证保护，请参阅上面的组件链接。

对某些目标的测试使用免费但非开源的 Arm FVP 模型，这些模型有自己的许可证。默认情况下不使用这些，有关详细信息，请参阅从源代码构建。

主机平台

适用于 Arm 的 LLVM 嵌入式工具链在 Ubuntu 18.04 LTS 上构建和测试。

Windows 版本基于 Windows Server 2019 构建，并在 Windows 10 上进行了轻微测试。

在 macOS 上构建适用于 x86_64 和 Apple Silicon。

为 Linux 和 Windows 的主要 LLVM 版本提供了二进制包。

入门

从 Github 版本下载适合您平台的工具链版本，并将存档解压到任意目录中。

在 Windows 上使用工具链的先决条件

安装适当的最新支持的 Microsoft Visual C++ Redistributable 软件包，例如从 Microsoft Visual C++ Redistributable 最新支持的下载。

使用工具链

注意：如果您在具有不受信任输入的共享环境中使用工具链，请确保它已充分沙箱化。

要使用工具链，您需要在命令行上提供以下选项：

目标三倍。
要使用的 FPU。
禁用/启用 C++ 异常和 RTTI。
C 运行时库： crt0或crt0-semihost 。 crt0将自动链接，但可以使用-nostartfiles选项抑制此情况，以便可以使用crt0-semihost 。
半主机库（如果使用crt0-semihost 。
用-T指定的链接器脚本。提供了默认的picolibcpp.ld和picolibc.ld脚本，可以直接使用或从自定义链接器脚本中包含它们。

例如：

 $ PATH=/LLVMEmbeddedToolchainForArm-/bin:$PATH
$ clang 
--target=armv6m-none-eabi 
-mfpu=none 
-fno-exceptions 
-fno-rtti 
-nostartfiles 
-lcrt0-semihost 
-lsemihost 
-T picolibc.ld 
-o example example.c

clang的 multilib 系统将根据您的编译标志自动选择一组合适的库。如果找不到合适的库集， clang将发出警告。

要显示 multilib 系统选择的目录，请将标志-print-multi-directory添加到clang命令行选项中。

要显示所有可用的 multilib，请使用-print-multi-lib标志和一个目标三元组（如--target=aarch64-none-elf或--target=arm-none-eabi运行clang 。

clang可能会选择一组不是您想要使用的库。在这种情况下，您可以通过提供--sysroot选项指定包含要使用的库的include和lib目录的目录来绕过 multilib 系统。例如：

 $ clang 
--sysroot=/LLVMEmbeddedToolchainForArm-/lib/clang-runtimes/arm-none-eabi/armv6m_soft_nofp 
--target=armv6m-none-eabi 
-mfpu=none 
-fno-exceptions 
-fno-rtti 
-nostartfiles 
-lcrt0-semihost 
-lsemihost 
-T picolibc.ld 
-o example example.c

FPU 选择可以跳过，但不建议这样做，因为默认值与 GCC 不同。

工具链的构建包含两个配置文件：Omax.cfg 和 OmaxLTO.cfg。使用时，这些配置文件会启用多个构建优化标志，以在典型的嵌入式基准测试中实现最高性能。 OmaxLTO.cfg 启用链接时优化 (LTO) 特定标志。可以选择使用--config标志传递这些配置。例如：

 $ clang 
example.c 
...
--config=Omax.cfg 
--config=OmaxLTO.cfg 
-o example

应警告用户，Omax.cfg 启用-ffast-math ，这会破坏 IEEE 合规性并启用可能影响代码正确性的数学优化。 LTO 单独保存在 OmaxLTO.cfg 中，因为用户可能不需要 LTO，因为链接时间可能会增加和/或链接期间内存使用量会增加。配置文件中的一些选项是未记录的内部 LLVM 选项。对于这些未记录的选项，请参阅 LLVM 项目中相应优化过程的源代码以了解更多信息。还鼓励用户创建自己的配置并调整自己的标志参数。有关 Arm 特定优化标志的 LLVM 嵌入式工具链的信息可在优化标志中找到

Arm 的 LLVM 嵌入式工具链的二进制版本基于上游 LLVM 项目的版本分支，因此可以安全地与匹配版本的 LLVM 版本提供的所有工具一起使用。

请参阅从 Arm GNU 工具链迁移和实验性 newlib 支持，了解有关在依赖 Arm GNU 工具链的现有项目中使用适用于 Arm 的 LLVM 嵌入式工具链的建议。