LLVM 9.0 Clang、Flang及工具的详细安装过程


??LLVM 10.0.0是当前的最新版，从2020/3/24开始提供下载，在此记录的是LLVM 9.0.0版本的安装，其发布时间是2019/9/19，前端clang版本是9.0.0。由于安装的时候属于最新版本，前端只能安装Clang，为了安装Flang前端，遇到太多的问题，踩了太多的坑，以至于当时我们两个人搞了好几天才安装上，在此记录一下安装过程，并且感谢当时和我一起安装软件的师兄！

0、准备

??LLVM其官网下载地址为：https://releases.llvm.org/download.html#9.0.0 ，在此以centos源码安装为例。刚开始先从官网下载指定版本源码：
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??在目录下新建llvm-project-9.0.0文件夹存放下载的源码。但是从源码你就会发现LLVM官网只提供给了C-like的前端Clang，并没有提供Fortran的前端gfortran或者Flang，从GitHub上找到开源的Fortran前端Flang and F18，其中F18是一个新的Fortran前端，我在安装之后使用的时候一直存在问题，后来还是继续使用Flang，大家可以去尝试一下。

??flang-compiler/flang的GitHub地址为：https://github.com/flang-compiler/flang ，需要注意的是：当前的Flang由三个部分组成：flang、flang-driver、llvm

  • flang：是产生LLVM IR的编译器前端和中端的源代码，地址：https://github.com/flang-compiler/flang
  • flang-driver：是从clang派生的驱动程序，地址：https://github.com/flang-compiler/flang-driver
  • llvm：该LLVM是LLVM的一个分支，具有与Fortran相关的增强功能

??把以上三个文件源码下载到llvm-project-9.0.0文件夹中，三个文件一个不能少。若你只需要使用到Clang前端的话从LLVM官网下载的源码就足够了，若你还需要Flang前端的话，就需要采用这里下载的这个LLVM进行安装，而不是LLVM官网下载的llvm-9.0.0.src.tar.xz这个文件！安装时需要注意。

1、建立安装脚本

??安装过程需要使用到GCC，在此使用的GCC是gcc-8.2.0，编译时也使用了Ninja。关于Ninja的安装使用在Ninja安装和基本使用有相关介绍。

  1. step0.sh，配置选项
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#!/bin/bash                                        
INSTALL_PREFIX=/home/zgl/llvm-9.0.0     //安装路径
GCC_DIR=/home/zgl/gcc-8.2.0-exe         //gcc的安装位置
 
CMAKE_OPTIONS="-G Ninja \               //Ninja配置选项
   -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$INSTALL_PREFIX \
   -DLLVM_CONFIG=$INSTALL_PREFIX/bin/llvm-config \
   -DCMAKE_CXX_COMPILER=$INSTALL_PREFIX/bin/clang++ \
   -DCMAKE_C_COMPILER=$INSTALL_PREFIX/bin/clang \
   -DCMAKE_Fortran_COMPILER=$INSTALL_PREFIX/bin/flang \
   -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
   -DLLVM_TARGETS_TO_BUILD=X86"
  1. step1.sh，llvm参数
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#!/bin/bash
 . step0.sh

cd ./llvm
mkdir  build && cd build
cmake $CMAKE_OPTIONS -DLLVM_ENABLE_PROJECTS=lld -DCMAKE_C_COMPILER=$GCC_DIR/bin/gcc -DCMAKE_CXX_COMPILER=$GCC_DIR/bin/g++ ..
ninja -j 64
ninja install
  1. step2.sh，flang-driver参数
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#!/bin/bash
 . step0.sh

cd ./flang-driver
mkdir -p build && cd build
cmake $CMAKE_OPTIONS -DCMAKE_C_COMPILER=$GCC_DIR/bin/gcc -DCMAKE_CXX_COMPILER=$GCC_DIR/bin/g++ ..
ninja -j 32
 ninja install

  1. step3.sh，flang参数
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#!/bin/bash
 . step0.sh

(cd ./flang/runtime/libpgmath
mkdir -p build && cd build
cmake $CMAKE_OPTIONS ..
ninja -j 32
ninja install)

cd ./flang
mkdir -p build && cd build
cmake $CMAKE_OPTIONS -G "Unix Makefiles"  ..
make -j 16
make install

以上就是安装时需要的主要脚本，关于其它工具openmp、libcxxabi、libcxx、libunwind、test-suite等可根据需要进行安装，而且安装过程也较简单。

2. 安装和使用

??建立了安装脚本之后，安装过程也就非常简单了，从step0.sh开始依次执行安装便可。安装完成之后在安装目录下的bin中可查看安装的内容，如下所示：
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使用的时候同样需要先source环境，使用clang -v查看到信息如下：

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[zgl@aoide ~]$ clang -v
clang version 9.0.0
Target: x86_64-unknown-linux-gnu
Thread model: posix
InstalledDir: /home/zgl/llvm-9.0.0/bin
Found candidate GCC installation: ......
Found candidate GCC installation: ......
Found candidate GCC installation: ......
Found candidate GCC installation: ......
Found candidate GCC installation: ......
Selected GCC installation: ......
Candidate multilib: .;@m64
Candidate multilib: 32;@m32
Selected multilib: .;@m64

对于如下test.c测试代码：

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struct si{
    long pot;
    int or;
    long *x;
    int *y;
    double z;
    int h;
    char c;
    short sh;
};
struct t{
    char str;
    int val;
    struct si s;
    double a;
};
int main(){
    typedef struct si arc;
    register arc *arcs;
    printf("%lu\n",sizeof(struct si));        
    return 0;
}

使用clang size.c -o size.put，./size.put便能得到结果:48。
对于如下hello.f90测试代码：

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program hello
    print *, "Fortran: Hello World!"
end program hello

使用flang hello.f90 -o hello.out，./hello.out便能得到结果:Fortran: Hello World!。

注意事项

  • 前面也说到，若你只需要使用到Clang前端的话从LLVM官网下载的源码就足够了，若你还需要Flang前端的话，就需要采用flang相关的LLVM进行安装，而不是LLVM官网下载的llvm-9.0.0.src.tar.xz这个文件。
  • 安装时需要先安装llvm，再安装clang或者flang-driver。
  • 其他一些由于系统库版本或是其它原因在此也不做说明了。