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Original:: Building Linux with Clang/LLVM
Translator:: 慕冬亮 Dongliang Mu <dzm91@hust.edu.cn>

使用 Clang/LLVM 构建 Linux¶

本文档介绍如何使用 Clang 和 LLVM 工具构建 Linux 内核。

关于¶

Linux 内核传统上一直使用 GNU 工具链（如 GCC 和 binutils）进行编译。持续的工作使得 Clang 和 LLVM 工具可作为可行的替代品。一些发行版，如 Android、 ChromeOS、OpenMandriva 和 Chimera Linux 使用 Clang 编译的内核。谷歌和 Meta 的数据中心集群也运行由 Clang 编译的内核。

LLVM 是由 C++ 对象实现的工具链组件集合。 Clang 是 LLVM 的前端，支持 C 语言和内核所需的 GNU C 扩展，其发音为 “klang”，而非 “see-lang”。

使用 LLVM 构建¶

通过以下命令调用 make:

make LLVM=1

为主机目标进行编译。对于交叉编译:

make LLVM=1 ARCH=arm64

LLVM= 参数¶

LLVM 有 GNU binutils 工具的替代品。这些工具可以单独启用。以下是支持的 make 变量完整列表:

make CC=clang LD=ld.lld AR=llvm-ar NM=llvm-nm STRIP=llvm-strip \
  OBJCOPY=llvm-objcopy OBJDUMP=llvm-objdump READELF=llvm-readelf \
  HOSTCC=clang HOSTCXX=clang++ HOSTAR=llvm-ar HOSTLD=ld.lld

LLVM=1 扩展为上述命令。

如果你的 LLVM 工具不在 PATH 中，你可以使用以斜杠结尾的 LLVM 变量提供它们的位置:

make LLVM=/path/to/llvm/

这将使用 /path/to/llvm/clang、/path/to/llvm/ld.lld 等工具。也可以使用以下命令:

PATH=/path/to/llvm:$PATH make LLVM=1

如果你的 LLVM 工具带有版本后缀，并且你希望测试该特定版本而非无后缀的可执行文件，类似于 LLVM=1，你可以使用 LLVM 变量传递该后缀:

make LLVM=-14

这将使用 clang-14、ld.lld-14 等工具。为了支持带有版本后缀的树外路径组合，我们建议:

PATH=/path/to/llvm/:$PATH make LLVM=-14

LLVM=0 与省略 LLVM 完全不同，它将表现得像 LLVM=1。如果你只希望使用某些 LLVM 工具，请使用它们各自的 make 变量。

在通过不同命令配置和构建时，应为每次调用 make 设置相同的 LLVM= 值。如果运行的脚本最终会调用 make，则还应将 LLVM= 设置为环境变量。

交叉编译¶

单个 Clang 编译器二进制文件（及其对应的 LLVM 工具）通常会包含所有支持的后端，这可以简化交叉编译，尤其是使用 LLVM=1 时。如果仅使用 LLVM 工具，CROSS_COMPILE 或目标三元组前缀就变得不必要。示例:

make LLVM=1 ARCH=arm64

作为混合 LLVM 和 GNU 工具的示例，对于像 ARCH=s390 这样目前尚不支持 ld.lld 或 llvm-objcopy 的目标，你可以通过以下方式调用 make:

make LLVM=1 ARCH=s390 LD=s390x-linux-gnu-ld.bfd \
  OBJCOPY=s390x-linux-gnu-objcopy

此示例将调用 s390x-linux-gnu-ld.bfd 作为链接器和 s390x-linux-gnu-objcopy，因此请确保它们在你的 $PATH 中。

当 LLVM=1 未设置时，CROSS_COMPILE 不会用于给 Clang 编译器二进制文件（或相应的 LLVM 工具）添加前缀，而 GNU 工具则需要这样做。

LLVM_IAS= 参数¶

Clang 可以编译汇编代码。你可以传递 LLVM_IAS=0 禁用此行为，使 Clang 调用相应的非集成汇编器。示例:

make LLVM=1 LLVM_IAS=0

在交叉编译时，你需要使用 CROSS_COMPILE 与 LLVM_IAS=0，从而设置 --prefix= 使得编译器可以对应的非集成汇编器（通常，在面向另一种架构时，你不想使用系统汇编器）。例如:

make LLVM=1 ARCH=arm LLVM_IAS=0 CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

Ccache¶

ccache 可以与 clang 一起使用，以改善后续构建（尽管在不同构建之间 KBUILD_BUILD_TIMESTAMP 应设置为同一确定值，以避免 100% 的缓存未命中，详见 Reproducible_builds 获取更多信息）:

KBUILD_BUILD_TIMESTAMP='' make LLVM=1 CC="ccache clang"

支持的架构¶

LLVM 并不支持 Linux 内核所有可支持的架构，同样，即使 LLVM 支持某一架构，也并不意味着在该架构下内核可以正常构建或工作。以下是当前 CC=clang 或 LLVM=1 支持的架构总结。支持级别对应于 MAINTAINERS 文件中的 “S” 值。如果某个架构未列出，则表示 LLVM 不支持它或存在已知问题。使用最新的稳定版 LLVM 或甚至开发版本通常会得到最佳结果。一个架构的 defconfig 通常预期能够良好工作，但某些配置可能存在尚未发现的问题。欢迎在以下问题跟踪器中提交错误报告！

架构	支持级别	`make` 命令
arm	支持	`LLVM=1`
arm64	支持	`LLVM=1`
hexagon	维护	`LLVM=1`
loongarch	维护	`LLVM=1`
mips	维护	`LLVM=1`
powerpc	维护	`LLVM=1`
riscv	支持	`LLVM=1`
s390	维护	`LLVM=1` （LLVM >= 18.1.0），`CC=clang` （LLVM < 18.1.0）
um (用户模式)	维护	`LLVM=1`
x86	支持	`LLVM=1`

获取帮助¶

网站
邮件列表: <llvm@lists.linux.dev>
旧邮件列表档案
问题跟踪器
IRC: #clangbuiltlinux 在 irc.libera.chat
Telegram: @ClangBuiltLinux
维基
初学者问题

获取 LLVM¶

我们在 kernel.org 提供预编译的稳定版 LLVM。这些版本已经针对 Linux 内核构建，使用配置文件数据进行优化。相较于其他发行版中的 LLVM，它们应该能提高内核构建效率。

以下是一些有助于从源代码构建 LLVM 或通过发行版的包管理器获取 LLVM 的链接。