有没有一种标准的方法来重建降低的结构函数参数？

Question

我有一个结构类型：

typedef struct boundptr {
  uint8_t *ptr;
  size_t size;
} boundptr;

并且我想捕获该类型函数的所有参数。例如。在这个函数中：

boundptr sample_function_stub(boundptr lp, boundptr lp2);

在我的 64 位机器上，Clang 将该签名翻译成：

define { i8*, i64 } @sample_function_stub(i8* %lp.coerce0, i64 %lp.coerce1, i8* %lp2.coerce0, i64 %lp2.coerce1) #0 {

问题：

有没有更好的方法来重构这些论点？

是否可以禁止此类参数降低，同时为外部调用保持相同的 ABI？

更多上下文：

所以在 LLVM IR 中，我猜，根据平台 ABI，编译器将结构分解为单独的字段（这不是最坏的情况，请参阅 1）。顺便说一句，它在函数体后面重构了原来的两个参数lp和lp2。

现在对于我的分析，我想得到这两个参数 lp 和 lp2 的全部，在这 4(lp.coerce0, lp.coerce1, lp2.coerce0 和 lp2.coerce1)。在这种情况下，我可能可以依赖名称（.coerce0 表示第一个字段，.coerce1 - 第二个）。

我不喜欢这种方法：

我不确定，Clang 会在以后的版本中保留此约定
这当然取决于 ABI，因此在另一个平台上可能会有不同的细分。

另一方面，我不能在函数的开头使用重构代码，因为我可能会将它与某些局部变量的用户代码混淆。

我使用基于 LLVM 3.4.2 的 Clang 3.4.2 作为目标 x86_64-pc-linux-gnu。

P.S。这是 another example，展示了 Clang 可以多么疯狂地混淆函数参数。

Answer 1

我假设您没有使用 O0 进行编译。 AFAIK，当您不优化代码时，clang 会重新组装原始类型。 Clang 分解您的结构以通过寄存器（至少在 x86 上）将它们传递给被调用的函数。正如您所说，这取决于所使用的 ABI。

这是您的用例中的一个虚拟示例：

#include <cstddef>

typedef struct boundptr {
  void *ptr;
  size_t size;
} boundptr;

boundptr foo(boundptr ptr1, boundptr ptr2) { return {ptr1.ptr, ptr2.size}; }

int main() {
  boundptr p1, p2;
  boundptr p3 = foo(p1, p2);
  return 0;
}

用 clang -O0 -std=c++11 -emit-llvm -S -c test.cpp 编译生成 foo:

define { i8*, i64 } @_Z3foo8boundptrS_(i8* %ptr1.coerce0, i64 %ptr1.coerce1, i8* %ptr2.coerce0, i64 %ptr2.coerce1) #0 {
  %1 = alloca %struct.boundptr, align 8
  %ptr1 = alloca %struct.boundptr, align 8
  %ptr2 = alloca %struct.boundptr, align 8
  %2 = bitcast %struct.boundptr* %ptr1 to { i8*, i64 }*
  %3 = getelementptr { i8*, i64 }, { i8*, i64 }* %2, i32 0, i32 0
  store i8** %ptr1.coerce0, i8** %3
  %4 = getelementptr { i8*, i64 }, { i8*, i64 }* %2, i32 0, i32 1
  store i64 %ptr1.coerce1, i64* %4
  %5 = bitcast %struct.boundptr* %ptr2 to { i8*, i64 }*
  %6 = getelementptr { i8*, i64 }, { i8*, i64 }* %5, i32 0, i32 0
  store i8** %ptr2.coerce0, i8** %6
  %7 = getelementptr { i8**, i64 }, { i8**, i64 }* %5, i32 0, i32 1
  store i64 %ptr2.coerce1, i64* %7
  %8 = getelementptr inbounds %struct.boundptr, %struct.boundptr* %1, i32 0, i32 0
  %9 = getelementptr inbounds %struct.boundptr, %struct.boundptr* %ptr1, i32 0, i32 0
  %10 = load i8*, i8** %9, align 8
  store i8* %10, i8** %8, align 8
  %11 = getelementptr inbounds %struct.boundptr, %struct.boundptr* %1, i32 0, i32 1
  %12 = getelementptr inbounds %struct.boundptr, %struct.boundptr* %ptr2, i32 0, i32 1
  %13 = load i64, i64* %12, align 8
  store i64 %13, i64* %11, align 8
  %14 = bitcast %struct.boundptr* %1 to { i8*, i64 }*
  %15 = load { i8*, i64 }, { i8*, i64 }* %14, align 8
  ret { i8*, i64 } %15
}

boundptr在被调用函数栈上重构（这也取决于使用的调用约定）。

现在要找出 boundptr 中的哪些参数是您的参数，您可以执行以下操作：

访问您通行证中的每个 alloca 机构并关注其用户。
按照 alloca 的转换以及 GEP 说明找到在 boundptr 上存储说明。
检查要存储的值。如果它们是您的函数参数并且匹配类型和名称，那么您已找到重新组装的 boundptr.

当然，您也可以从函数参数开始，反过来做。

这是未来的证明吗？不，绝对不是。 Clang/LLVM 并非旨在保持向后兼容性。对于兼容性，ABI 很重要。

缺点：您必须在代码生成后尽早进入优化器。即使 01 也会删除 boundptr 的这些堆栈分配。所以你必须修改你的 clang 以在优化期间执行你的传递并且你不能使它成为一个独立的传递（例如，由 opt 使用）。

更好的解决方案： 由于必须以某种方式修改 clang，因此您可以添加元数据来标识 boundptr 类型的参数。因此，您可以 "pack" 将您 boundptr 的片段放在一起，以将它们识别为 boundptr。这将在优化器中存活下来。

有没有一种标准的方法来重建降低的结构函数参数？

Is there a standard way to reconstruct lowered struct function arguments?

c

abi

llvm

clang

llvm-ir

问题：

更多上下文：