如何使用自定义llc编译Rust程序？

Question

我有一个定制的LLVM后端，并且希望为这个自定义(nostd)目标交叉编译Rust。我想分两个步骤编译Rust程序：

1. 使用rustc生成LLVM IR。
2. 使用我自己的opt和llc将LLVM IR转换成机器代码。

我试过使用cargo rustc -- --emit=llvm-ir。我得到.ll文件，然后使用llc获取.o文件。然后，我以同样的方式交叉编译libcore。当我试图将所有对象链接到一起时，它会告诉我一个未定义的引用。我使用的是libcore和rustc的相同提交。这似乎是LLVM版本的一个问题，但我不确定。

Answer 1

有几件事你应该知道。最重要的是，rustc默认使用的LLVM版本(如果从rustup或发行版包管理器获得)是/不是/一个LLVM的实际发行版，并且可能实际上与特定的llvm版本不兼容bitcode。我们在我的项目中解决了这个问题，方法是使用--llvm-root标志来构建生锈源来进行配置。然后，您可以使用rustup toolchain link将构建的锈迹链接到定制的锈蚀工具链中。

其次，如果至少使用rustc 1.34并将-C链接器-plugin标志传递给rustc，则可以使rustc发出包含而不是机器代码的-C文件。我还编写了以下脚本，该脚本可以解压缩包含目标代码的rlib文件，并将其打包为包含llvm bitcode的rlib文件，如果上述方法对您无效的话。

#!/bin/bash
dir="$(mktemp -d)"
trap "rm -rf $dir" INT TERM EXIT
archive=$(realpath -m $1)
cd "$dir"
ar x "$archive"
rm ./*.rcgu.o
for file in *.bc.z; do
len=`od -An -t u4 -j 15 -N4 $file`
blen=`od -An -t u8 -j $((len+19)) -N8 $file`
tail -c+$((len+28)) $file | head -c $blen > $file.bc.gz
printf "\x1f\x8b\x08\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00" |cat - $file.bc.gz |gzip -dc > ${file%.bc.z}.o
done
rm *.bc.z
rm *.gz
rm "$archive"
llvm-ar rs "${archive}" ./*

一旦您拥有了rlib文件，您就可以使用它们上的任何llvm工具链工具，就像使用包含llvm的.a文件一样。

就执行最后一个环节而言，有几件事要记住。首先，rustc自动生成符号__rust_alloc、__rust_alloc_zeroed、__rust_dealloc和__rust_realloc，并将它们指向__rg_alloc (分别是类似的__rg_符号)，这是默认使用jemalloc的GlobalAlloc实现，或者是__rdl_alloc (和类似的__rdl_符号)，后者是由libc malloc驱动的系统分配程序。如果您没有使用rustc来完成最后的链接，那么您必须自己实现这些符号。

其次，libstd和libcore依赖于其他库，这些库可能还需要链接。根据您正在使用的标准库的哪个部分，您可能会发现需要不同的库集，因此如果没有特定的错误消息，我就无法帮助您，但是我可以告诉您，我的应用程序最终需要的库列表是按顺序排列的：std, core, alloc, unwind, compiler_builtins, panic_abort, backtrace_sys, rustc_demangle。如果您使用的是panic=unwind，那么显然您必须使用它。如果您发现仍然有丢失的符号，我建议使用nm查找包含缺失符号的库，并通过反复尝试确定它属于链接器顺序的位置。

希望这会有所帮助，因为我已经花费了相当多的精力来设计解决这个确切问题的方法(虽然不是为了交叉编译的目的)。