鸿蒙系统设备开发之编译原理 解耦 第三方库交叉编译 详解

目录

前言

一、编译原理

1、编译解析

2、Clang/LLVM开源编译器工具链

二、鸿蒙clang交叉编译应用（编译解耦）

1、clang交叉编译hello.c示例

2、clang交叉编译C/C++项目Makefile示例

3、打包迁移clang编译工具和sysroot到别的服务器

三、鸿蒙第三方库交叉编译

1、编译zlib

2、编译openssl

3、编译mosquitto（mqtt）

4、编译libevent

4.1 下载源码

4.2 交叉编译

4.3 过程中出现的问题总结

5、编译libcurl

        在Linux下，我们习惯了使用gcc、g++或其它交叉编译工具链，对C/C++应用程序进行编译。但是，在鸿蒙系统设备开发指导文档中，我们发现编写1个“Hello World”应用程序，是通过编辑BUILD.gn文件，与完整的鸿蒙系统全套代码一起整体编译打包的，整个流程耗时很长，耦合性太高。

        因此，本文将详细解析鸿蒙设备开发中的代码编译原理，将代码编译和鸿蒙源码编译解耦，达到Linux下编译的效果，并提供一些第三方库交叉编译的案例，例如libcurl、openssl库等

在Linux下将hello.c编译成可执行文件，在控制台中执行下面命令：

看似一条简单的命令，实际上编译工具隐藏了很多信息，我们可以在编译命令中多加一个`-v`, 也就是`gcc hello.c -o hello -v`, 它会把编译时使用的全部选项都打印出来：

通过打印信息可知，gcc编译工具实际上是另外一个编译工具文件，并且编译的时候后面添加了很多参数，如：编译的目标系统 'Target: x86_64-linux-gnu' 、cpu架构 '-march=x86-64'

查看一下gcc到底是什么，输入：

可知，gcc或g++实际上也是指向某个交叉编译工具链的软连接。

由此，可以想到，只要我们找到一个类似于gcc的编译工具，再在编译的时候指定一些链接参数，就可以为鸿蒙系统的编译各种应用了。

        在后来的开发中，通过各种打印信息，发现鸿蒙系统下使用BUILD.gn配置文件对应用进行打包编译，使用了clang这个编译工具对代码进行编译，那么clang是什么东西呢？

        Clang/LLVM是一套开源的编译器工具链，用于开发编译器前端、后端、运行时及相关工具。Clang是LLVM项目的一部分，用以作为C、C++、Objective-C等语言的编译器前端，而LLVM则主要提供后端技术，可广泛应用于Windows、Linux、macOS、iOS、Android、ARM-Linux等平台。

        Clang设计目标是提供一个基于LLVM的高性能、易于使用且具有出色诊断（错误与警告信息）和GCC兼容性的编译器。Clang的一大特点是它的模块化设计，允许它被用在多种不同的情境中，比如作为IDE的代码分析工具。

        LLVM（Low Level Virtual Machine）是一个编译器基础设施，提供了一套完整的编译器组件。LLVM定义了一个中间表示（IR）语言，并提供了生成和优化IR的工具。IR是一个与硬件无关的指令集，允许编译器先将程序源码编译成IR，然后LLVM可以将IR优化和转换成针对不同机器目标平台的机器码。

        在使用Clang/LLVM编译器的时候 ，通过设定一些编译器的链接参数，就能将代码编译成目标平台上的代码，可也不是什么目标都支持，就比如OpenHarmony是一个新的操作系统，官方的Clang/LLVM就暂时还不支持，所以，我们不能用apt-get下载官方版Clang/LLVM来编译，必须用鸿蒙代码路径下的Clang/LLVM版本，这是华为公司为了OpenHarmony而特殊定制的Clang/LLVM版本，

        鸿蒙代码路径下的Clang/LLVM版本，安装在OpenHarmony源码路径的prebuilts下，查看clang的版本信息：

        从打印信息中，可知clang安装目录和当前clang依赖的gcc版本。

        Clang在设计的时候，为了兼顾gcc使用者的使用习惯，继承了gcc绝大部分选项习惯，你几乎可以将gcc全套命令照搬过来，只是把gcc换成clang命令，再加上一些编译链参数即可，如下：

（1）设置"--target"选项，指定为"--target=arm-linux-ohos"

（2）设置"--sysroot"选项，用于指定编译器在编译某个芯片开发板过程中所使用的标准库和头文件所在的目录, 在OpenHarmony源码执行过某个开发板完整编译后的编译输出路径中找到这个目录（out/目录下）

（3）其它链接器的相关设置：

        浮点运算，比如 "-mfloat-abi=softfp”；

        cpu类型，比如 ”-mcpu=cortex-a55“ ；（也可不设）

        处理器架构，比如 ”-march=armv7-a“ ；（也可不设）

        ...

例如：为RK3568开发板的鸿蒙系统编译hello.c

file指令可查看编译出来的可执行文件格式：

Makefile：

        根据上述的编译过程，我们可知，编译只需要依赖clang编译工具和sysroot文件，那么将鸿蒙源码下的clang编译工具和out目录下相关开发板的sysroot目录打包迁移到别的linux服务器上，我们照样可以编译，打包指令如下：

压缩文件放到其它linux服务器的某个目录下，解压即可：

修改成自己的安装路径：

vim config.mk

也可手动去官网下载：https://libevent.org

鸿蒙系统开发编译环境下（建议使用官方docker容器），为rk3568开发板编译

如果不需要openssl，完整编译指令：

如果需要openssl，完整编译指令：

make编译提示找不到lc、lgcc、lgcc_s库，crti.o、crtbeginS.o、 crtendS.o、crtn.o等：

先使用clang -v查看当前clang当前依赖系统里面的哪个gcc版本（我的是版本7）：

再寻找/usr/目录下这些库的路径：

因为当前clang依赖的是gcc 7版本，而且我们是为arm开发板编译的，所以选择arm的gcc路径

手动导入库路径：

再次执行，lib库能找到了，还剩下 crti.o、crtbeginS.o、 crtendS.o、crtn.o

那么从编译器详细信息来看，是想将当前目录下的 crti.o、crtbeginS.o、 crtendS.o、crtn.o一起编译。（编译器打印详细信息：可在clang 后面加参数 clang -v， 在make 后面加参数make V=1）

再寻找/usr/目录下这些文件的路径：

发现文件就在我们上面手动导入LIBRARY_PATH的gcc库路径里面，因此手动复制这些文件到当前目录即可。

最后执行make，还提示：

ld.lld: error: relocation R_ARM_REL32 cannot be used against symbol bufferevent_ops_filter; recompile with -fPIC

因此，我们只需要在CFLAGS后面加-fPIC参数就好了。

更新环境变量：

最后，重新执行configure更新Makefile，make clean后，再次复制crtbeginS.o等文件到当前目录下，再make就通过了。