<think>我们正在讨论如何链接compiler-rt库。compiler-rt是LLVM项目的一部分，为硬件不支持的操作提供运行时支持（如
32位
平台上的64位除法）。通常，编译器（如Clang）在需要时会自动链接compiler-rt中的函数，但有时可能需要显式操作。
根据引用[1]和[2]：
- 在
32位目标上，由于硬件不支持64位除法，编译器会生成对compiler-rt中相应函数的调用。
- 在64位目标上，可能不需要compiler-rt的协助，因为一条指令就能完成。
因此，链接compiler-rt通常是在编译时由编译器自动处理的。但在某些情况下（如交叉编译、自定义目标或使用非标准运行时库），可能需要显式链接。
以下步骤说明如何在编译时链接compiler-rt库：
### 1. **理解编译器自动链接行为**
- 对于Clang（LLVM的C/C++编译器），当检测到目标
平台需要compiler-rt支持时（如
32位x86的64位除法），会自动链接compiler-rt中的函数。
- 这些函数通常包含在`libclang_rt.builtin-<arch>.a`等静态库中，存放在编译器的资源目录下。
- 使用以下命令查看Clang的资源目录（其中包含预编译的compiler-rt库）：
```bash
clang -print-resource-dir
```
### 2. **手动链接compiler-rt（当自动链接失效时）**
如果编译器没有自动链接compiler-rt（例如，使用了`-nostdlib`或`-nodefaultlibs`选项），则需要显式指定。
**步骤1: 确定目标
平台和库文件**
- 根据目标架构（如`i
386`、`x86_64`、`arm`等）和操作系统（如
Linux、Darwin），compiler-rt库的名称不同。
- 常见的库文件名模式：`libclang_rt.builtin-<arch>.a` 或 `libclang_rt.builtin-<arch>-<os>.a`。
- 例如，
32位
Linux的库：`libclang_rt.builtin-i
386.a`。
**步骤2: 在链接命令中添加库**
- 使用`-l`选项链接compiler-rt库，同时用`-L`指定库路径（通常是Clang的资源目录下的`lib`子目录）。
- 示例命令（
32位
Linux程序）：
```bash
clang -m
32 -o myapp myapp.c \
-L$(clang -print-resource-dir)/lib/
linux \ # 指定库路径
-lclang_rt.builtin-i
386 # 链接特定的compiler-rt库
```
- 注意：库名省略了前缀`lib`和后缀`.a`，因此`libclang_rt.builtin-i
386.a`应写为`-lclang_rt.builtin-i
386`。
**替代方案：使用编译器包装标志**
- Clang提供了`-rtlib`选项来指定运行时库（compiler-rt或libgcc）。例如，强制使用compiler-rt：
```bash
clang -m
32 -o myapp myapp.c -rtlib=compiler-rt
```
这会让Clang自动查找并链接正确的compiler-rt库。
###
3. **验证compiler-rt是否被链接**
- 检查可执行文件中的符号。例如，在
32位程序中，64位除法函数通常命名为`__
divdi
3`（有符号64位除法）或`__
udivdi3`（无符号）。
- 使用`nm`工具查看：
```bash
nm myapp | grep __
divdi
3
```
如果找到该符号，说明compiler-rt已链接。
### 4. **特殊情况：构建自定义compiler-rt**
如果预编译的compiler-rt不满足需求（如自定义目标
平台），可自行构建：
- 从LLVM项目获取compiler-rt源码（通常与LLVM一起）。
- 使用CMake构建，并指定安装目录。
- 在编译时用`-L`和`-l`链接自定义构建的库。
### 注意事项
- **自动链接优先**：大多数情况下无需手动操作，除非遇到链接错误（如`
undefined reference to __
divdi
3`）。
- **与libgcc的互斥性**：compiler-rt是libgcc的替代品，两者功能重叠。避免同时链接，以免冲突。
- **交叉编译**：为其他目标
平台编译时，确保链接的compiler-rt库与目标
平台匹配。
通过以上步骤，您可以在编译时显式或隐式地链接compiler-rt库，确保程序在目标
平台上正确运行。
§§相关
问题§§
1. 如何
解决编译时出现的`
undefined reference to __
divdi
3`错误？
2. 在交叉编译时如何指定compiler-rt库？
3. compiler-rt提供了哪些功能？
4. 如何为自定义目标
平台构建compiler-rt？</think>### 如何在编译时链接 Compiler-RT 库
Compiler-RT 是 LLVM 的运行时库，为硬件不支持的底层操作（如
32 位系统上的 64 位除法）提供优化实现。以下是链接步骤和原理：
#### 1. **理解 Compiler-RT 的作用**
- 当编译器遇到硬件不支持的指令（如
32 位系统的 64 位除法）时，会自动生成对 Compiler-RT 函数的调用[^2]
- 例如
32 位系统上的 64 位整数除法会被替换为对 `__
divdi
3()` 的调用[^1]
- 在 64 位系统上，这些操作通常由单条指令完成，无需 Compiler-RT[^1]
#### 2. **自动链接（推荐）**
大多数现代编译器（Clang/GCC）会自动链接所需的 Compiler-RT 函数：
```bash
clang -m
32 myprogram.c -o myprogram #
32位编译自动引入Compiler-RT
```
- 使用 `-m
32` 标志时，编译器检测到需要 64 位运算支持，自动插入 `__
divdi
3` 等函数调用[^1]
- 验证方法：检查生成的汇编代码
```bash
clang -m
32 -S myprogram.c -o myprogram.s
grep __
divdi
3 myprogram.s # 查看是否引用了Compiler-RT函数
```
####
3. **手动链接（特殊情况）**
当自动链接失效时（如使用 `-nostdlib` 或交叉编译）：
```bash
# 获取Compiler-RT库路径
CLANG_RES_DIR=$(clang -print-resource-dir)
# 手动链接特定架构的库
clang -m
32 myprogram.c -o myprogram \
-L${CLANG_RES_DIR}/lib/
linux/ \
-lclang_rt.builtin-i
386
```
- 库命名规则：`libclang_rt.builtin-<架构>.a`
- 常见库路径：`/usr/lib/clang/<版本>/lib/<系统>/`
#### 4. **CMake 项目配置**
在 CMakeLists.txt 中添加：
```cmake
# 启用Compiler-RT
set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS "${CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS} -rtlib=compiler-rt")
#
32位编译明确需要
set_target_properties(myapp PROPERTIES COMPILE_FLAGS "-m
32" LINK_FLAGS "-m
32")
```
#### 5. **验证链接结果**
```bash
# 检查可执行文件符号
nm myprogram | grep __
divdi
3
# 检查动态依赖（应无外部依赖）
ldd myprogram # 静态链接时显示"statically linked"
```
#### 关键原理
- **硬件支持差异**：
32 位系统需要软件模拟 64 位运算，而 64 位系统有原生指令[^1][^2]
- **函数映射**：
| 运算类型 |
32 位系统函数 | 64 位系统指令 |
|----------------|-------------------|--------------|
| 64 位有符号除法 | `__
divdi
3()` | `i
divq` |
| 64 位取模 | `__moddi
3()` | `i
divq`+余数 |
| 128 位加法 | `__addti
3()` | `addq` |
> **注意**：Compiler-RT 是 libgcc 的替代品，提供相同功能但针对 LLVM 优化[^2]。当出现 `
undefined reference to __
divdi
3` 错误时，通常表示 Compiler-RT 未正确链接。
本文详细介绍了在Linux内核中处理64位整数除法的方法，特别是针对ARM平台上的实现细节。文章解释了为什么直接使用简单的除法运算符会导致链接错误，并提供了正确的做法，即使用do_div函数来完成除法运算。
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