在 macOS arm64 架构上使用 x86 库和 OpenMP

Question

在 macOS arm64 架构上使用 x86 库和 OpenMP

c++macosclangopenmpapple-m1

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我有一台MacBook M1，已经在我的设备上安装了一个为x86 / Intel架构编译的库。我有一些使用OpenMP的源代码。我想使用clang编译我的代码，并链接到x86库。

我可以按照这里的说明编译没有x86依赖项的源代码，使用brew分发的clang实现。

但是当我尝试使用-arch x86_64参数进行编译并链接到x86库时，我发现clang会尝试将我的可执行文件链接到为arm64架构构建的OpenMP库。

是否可能在MacBook M1上安装一个版本的clang，其中OpenMP库是针对x86架构构建的？

以下是我在当前设置下使用的错误示例，即使不链接到x86库也会出现这个错误。

源代码：

#include <omp.h>
int main()
{
    return 0;
}

编译器调用：

/opt/homebrew/opt/llvm/bin/clang++ -arch x86_64 omp_ex.cpp \ 
    -L/opt/homebrew/opt/llvm/lib -Wl,-rpath,/opt/homebrew/opt/llvm/lib \
    -I/Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/include

错误信息：

ld: in '/opt/homebrew/opt/llvm/lib/libunwind.dylib', building for macOS-x86_64 but attempting to link with file built for macOS-arm64
clang-12: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)

- Philip Maybank

上次我检查时，ARM处理器的汇编语言和微码与英特尔处理器完全不同。此外，两者都无法执行对方的机器代码。这意味着针对x86架构的可执行文件在没有某种解释器的情况下无法在ARM平台上运行。 - Thomas Matthews

@ThomasMatthews，难道不是使用Rosetta来解决这个问题的吗？ - Zoso

3个回答

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Brew可以在MacOS M1机器上支持并行的x86和Arm安装。因此，您需要使用x86安装集，并确保适当设置了PATH。

它将x86_64应用程序安装在/usr/local（例如/usr/local/bin/brew），将aarch64应用程序安装在/opt/homebrew（例如/opt/homebrew/bin/brew）。

请参见https://docs.brew.sh/Installation。

- Jim Cownie

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首先，由于Rosetta的存在，M1 ARM处理器上可以运行x86二进制文件，但这是“实验性的”，因此并不总是有效。

是否有可能在MacBook M1上安装一个clang版本，其中OpenMP库是为x86架构构建的？

这应该通过交叉编译来实现。至少理论上Clang支持这样做（使用选项-target）。最好的方法是从软件包管理器中检索二进制文件，或者直接从源代码编译libomp（您可以按照这里的指示进行操作）。

请记住，虽然x86_64二进制文件可以在带有Rosetta的M1处理器上运行，但不同体系结构的库不能混合在一起。这意味着您应该编译所有依赖项（包括libomp的依赖项，尽管它不应该有很多依赖项）。

最佳解决方案（推荐、更安全、更快、更简单）是使用本地库，因此需要为M1处理器重新构建库（如果需要，可以从源代码开始）。

- Jérôme Richard

我能看出来在你有库的源代码并且自信知道如何编译时，这是最好的解决方案。为了涵盖其他情况，你知道是否有任何地方可以提出brew版本clang的功能请求吗？如果brew版本的clang以与苹果版本的clang相同的方式支持-arch x86_64参数，那将会很好。 - Philip Maybank

我认为这个回答更适用于跨编译的问题，但是这个OP是关于在M1上运行代码的。 - Tchakabam

由于Rosetta的存在，翻译是可能的，但这只是实验性的，并不总是有效。这是一个可以讨论的有用评论 :) 一般情况下它运行良好，可以使用在生产环境中。顺便问一句，ITFP上哪里说Rosetta仍然是实验性的？ - Tchakabam

希望brew版本的clang能够像Apple版本的clang一样支持-arch x86_64参数。可能你在这里混淆了什么？arch工具与clang无关。 - Tchakabam

最佳解决方案（推荐，更安全，更快，更简单）是使用本地库，并根据需要为M1处理器重新构建库（可能从源代码开始）。--> 这是一个充满个人观点的想法。在M1上运行x86没有任何性能缺陷（也可以将架构缓存以直接从arm shell运行它，甚至可能转换可执行二进制文件），如果这对于任何原因更方便您构建 - 那就这么做 :) 尤其是如果这更“简单”- 对于您来说. - Tchakabam

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可以查看英文原文，
原文链接

- Philip Maybank · Accepted Answer

使用x86版本的brew安装程序，解决了我的问题。以下是一组最小的命令，用于安装x86版本的brew和clang，并编译我的C/C++代码：

# launch x86_64 shell
arch -x86_64 zsh  
# install x86_64 variant of brew 
arch -x86_64 /bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install.sh)"
# install x86_64 variant of clang
arch -x86_64 /usr/local/bin/brew install llvm 
# compile using x86_64 variant of clang
/usr/local/opt/llvm/bin/clang++ -arch x86_64 omp_ex.cpp

现在Brew应用程序已经在我的计算机上安装在两个不同的位置：

# arm64 (default) location
/opt/homebrew/bin/brew
# x86_64 location
/usr/local/bin/brew

而且clang被安装在三个不同的位置：

# Apple arm64 (default) location
/usr/bin/clang
# brew arm64 location
/opt/homebrew/opt/llvm/bin/clang
# brew x86_64 location
/usr/local/opt/llvm/bin/clang