在Windows下配置Clang编译器

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这篇文章主要介绍如何在Windows使用Clang编译器来编译C/C++程序（在命令行下，clang是C编译器，编译C++需要使用clang++）。

简介

基于LLVM强大的模块性和优化能力，作为C/C++编译器的Clang后发优势惊人。

Firefox在所有平台上都是用Clang编译了：Firefox is now built with clang LTO on all* platforms
Chrome在Windows上也使用Clang来编译：Clang is now used to build Chrome for Windows

Windows 安装 Clang 预编译好的二进制包

在 LLVM Download Page 页面可以下载预编译好的 Clang Windows 包（目前最新的包是17.01）。这个包里面内容还挺全的，包含Clang Tools和Extra Clang Tools。

手动编译

如果你不想使用预先编译好的包，比如你想对编译选项做一些调整，可以手动编译Clang。可以参考下面文档：

有几个关键步骤在这里阐述一下：

到

LLVM Download Page

下载源代码：
- cfe-7.0.1.src.tar.xz
- clang-tools-extra-7.0.1.src.tar.xz
- llvm-7.0.1.src.tar.xz
把上面的源代码解压后放在正确的目录下：
- llvm-7.0.1.src.tar.xz 解压并重命名成llvm
- cfe-7.0.1.src.tar.xz解压llvm/tools目录下，并重命名成clang
- clang-tools-extra-7.0.1.src.tar.xz解压到llvm/tools/clang/tools目录下，并重命名成extra
安装Visual Studio 2017 (Community版即可)
安装CMake和GnuWin32Utils
在llvm目录下创建一个build目录，并进入
打开命令行提示符（确保CMake和GnuWin32Utils都在PATH中），执行cmake -G "Visual Studio 15 2017" -A x64 -Thost=x64 ..
用Visual Studio打开LLVM.sln，设置目标项目为ALL_BUILD，配置类型为Release，然后开始构建。睡个午觉之后，差不多就编译好了，生成的文件在build/Release目录下

C++标准库

Clang的C++标准库[libc++]（https://libcxx.llvm.org/)看起来不支持Winodws，所以用clang++编译下面这个C++程序的时候：

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {

    cout << "Hello!" << endl;

    return 0;

}

会显示错误：

clang++.exe: warning: unable to find a Visual Studio installation; try running C

lang from a developer command prompt [-Wmsvc-not-found]

a.cpp:1:10: fatal error: 'iostream' file not found

#include <iostream>

         ^~~~~~~~~~

1 error generated.

解决这个问题有两个办法，一个是使用Visual Studio提供的C++库，另一个是使用MinGW提供的GCC的C++标准库(libstdc++)。

使用Visual Studio的C++库

这是Clang的默认选项。

执行clang -v可以看到：

clang version 17.0.1

Target: x86_64-pc-windows-msvc

Thread model: posix

InstalledDir: D:\Soft\Language\LLVM\bin

默认的Target是x86_64-pc-windows-msvc，也就是使用isual Studio的C++标准库。

如果你安装了全套的Visual Studio (建议 VS2017之后的版本)，那么从开始菜单的Visual Studio目录下打开Visual Studio的命令行，在这个命令行里面使用clang编译C++，clang会自己找到相应的C++库。

如果你没有安装全套的Visual Studio也不要紧，其实所需要的只是Visual Studio Build Tools，可以在VisualStudio Download下面。关于如何使用Build Tools，可以参照这篇文章 How to compile C++ code with VS Code and Clang or Windows Tools | How To Install VS Microsoft C++ Build Tools on Windows。

使用Visual Studio或者其相关的工具需要受到微软的License约束，目前Visual Studio的Community版本可以用于个人或者非商业项目。如果公司项目中使用Visual Studio Community版则有点违反授权的意味。

Update:

根据https://devblogs.microsoft.com/cppblog/updates-to-visual-studio-build-tools-license-for-c-and-cpp-open-source-projects/，https://visualstudio.microsoft.com/visual-cpp-build-tools/的授权限制放宽了。

使用MinGW提供libstdc++

是的，Clang可以从GCC那借用C++标准库，也就是libstdc++。在Windows上MinGW项目提供了一个Windows版的GCC，包含libstd++可供Clang使用。

在MinGW的下载页面可以看到很多下载选项，适合Windows的有Cygwin、MingW-W64-builds和Msys2。

没什么别的需求的话，可以选用MingW-W64-builds。

Update:

可以从下面地址获取较新的基于MinGW的GCC：

http://gnutoolchains.com/mingw64/

https://nuwen.net/mingw.html

MingW-W64-builds提供一个安装器，来帮你选择合适的编译版本。最主要的是要选好i686版本，还是x86_64版本。本文以x86_64为例。

要让Clang使用MinGW，需要为clang指定命令行选项-target x86_64-pc-windows-gnu，但是我们执行clang++ -target x86_64-pc-windows-gnu a.cpp发现a.cpp:1:10: fatal error: 'iostream' file not found的错误依然存在。

这主要是因为MinGW默认安装在C:\Program Files\mingw-w64下面，Clang找不到MinGW。使用额外的-v选项，我们可以发现：

clang -cc1 version 7.0.1 based upon LLVM 7.0.1 default target x86_64-pc-win32

ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32\include\c++"

ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32\include\c++\x86_64-w64-mingw32"

ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32\include\c++\backward"

ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32\include\c++\"

ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32\include\c++\\x86_64-w64-mingw32"

ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32\include\c++\\backward"

ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\include\c++\"

ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\include\c++\\x86_64-w64-mingw32"

ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\include\c++\\backward"

ignoring nonexistent directory "include\c++"

ignoring nonexistent directory "include\c++\x86_64-w64-mingw32"

ignoring nonexistent directory "include\c++\backward"

ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32/sys-root/mingw/include"

ignoring nonexistent directory "C:\Program Files\LLVM\x86_64-w64-mingw32\include

"

#include "..." search starts here:

#include <...> search starts here:

 C:\Program Files\LLVM\lib\clang\7.0.1\include

 C:\Program Files\LLVM\include

End of search list.

a.cpp:1:10: fatal error: 'iostream' file not found

#include <iostream>

         ^~~~~~~~~~

1 error generated.

Clang默认在自己的安装目录C:\Program Files\LLVM下查找MinGW。要解决这个问题，一个办法是把MinGW安装或者链接到Clang需要的目录。

此外还有一个办法，就是把MingGW的g++命令添加到PATH环境变量中去。以我的MinGW安装为例，在命令行中执行

set path=C:\Program Files\mingw-w64\x86_64-8.1.0-win32-seh-rt_v6-rev0\mingw64\bin;%path%

然后Clang就可以通过g++顺藤摸瓜，找到相应的头文件和库。

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