使用ld.lld链接RISC-V ELF文件时遇__divdi3未定义符号错误求助

问题详情 #

链接RISC-V ELF文件时触发ld.lld错误：

ld.lld: error: undefined symbol: __divdi3

使用的编译/链接指令如下：

/usr/local/Cellar/llvm/15.0.6/bin/clang --target=riscv64 -march=rv64i  -fno-builtin -nostdlib -ffreestanding -Wall -Wextra -Wwrite-strings -Wstrict-prototypes -pedantic -c -o build/main.o bios/main.c
riscv64-unknown-elf-as -march=rv64i -o build/start.o src/start.S
/usr/local/Cellar/llvm/15.0.6/bin/ld.lld -T link.ld -O2 -nostdlib --oformat=binary -o output.bin build/main.o build/start.o 

当前使用的Clang库目录仅包含Darwin平台相关文件，缺少RISC-V架构所需的算术辅助函数库。

可行解决方案 #

1. 切换至完整RISC-V交叉编译工具链 #

当前Clang是Darwin发行版，未附带RISC-V运行时库。安装官方riscv64-unknown-elf-gcc交叉工具链，其自带libgcc.a，包含__divdi3这类辅助函数：

• 安装后，直接使用riscv64-unknown-elf-ld作为链接器，或通过riscv64-unknown-elf-gcc作为链接前端，自动引入所需库。

2. 手动编译RISC-V版Compiler-RT库 #

若坚持使用现有Clang/ld.lld，需单独编译RISC-V架构的Compiler-RT：

• 从LLVM源码编译时，指定--targets=RISCV参数，生成libclang_rt.builtins-riscv64.a
• 链接时将该库加入指令：

  /usr/local/Cellar/llvm/15.0.6/bin/ld.lld -T link.ld -O2 -nostdlib --oformat=binary -o output.bin build/main.o build/start.o /path/to/libclang_rt.builtins-riscv64.a
  

3. 手动实现__divdi3函数 #

RV64I指令集无硬件除法指令，可自行编写64位有符号除法的软件实现：

long long __divdi3(long long a, long long b) {
    const int sign = ((a < 0) ^ (b < 0)) ? -1 : 1;
    unsigned long long ua = a < 0 ? (unsigned long long)-a : (unsigned long long)a;
    unsigned long long ub = b < 0 ? (unsigned long long)-b : (unsigned long long)b;
    unsigned long long result = 0;

    for (int i = 63; i >= 0; --i) {
        if ((ua >> i) >= ub) {
            result |= 1ULL << i;
            ua -= ub << i;
        }
    }

    return (long long)(sign * result);
}

将这段代码编译为目标文件后，添加到链接指令中即可。

4. 移除不必要的64位除法操作 #

检查代码中是否存在未必要的64位除法逻辑，若可删除则直接移除，避免对该辅助函数的依赖。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Cyao