LLVM 将 va_list 传递给另一个函数

Question

我使用LLVM已经有一段时间了，我自己通过搜索和使用clang输出生成的代码解决了问题，但我一直无法解决这个问题。我目前正在开发一个编译器，使用我的自定义前端和 LLVM 作为后端。由于我想要一个与 printf 函数完全一样的自定义 println 函数（varadic 参数格式），我尝试使用 instrisic @llvm.va_start 和 @llvm.va_end.

来实现它

现在的问题是一切都编译得很好，但是当我运行程序时，它显示奇怪的数字而不是使用的实际参数，例如：

输入：

println("Hello World %i, %i?", 1, 2)

输出：

Hello World 1447122753, 1280590165?

值得注意的是，即使程序再次运行，数字也不会改变。

一些系统信息和使用的库：

LLVM-10
Ubuntu 18.04.4 LTS
英特尔(R) 酷睿(TM) i5-8400 CPU

我的编译器在 LLVM-IR 中的程序链接输出：

; ModuleID = 'merged.bc'
source_filename = "ld-temp.o"
target triple = "x86_64-unknown-linux-gnu"

%0 = type { i32, i32, i8*, i8* }

@0 = private unnamed_addr constant [20 x i8] c"Hello World %i, %i?[=13=]", align 1
@1 = private unnamed_addr constant [2 x i8] c"[=13=]A[=13=]", align 1

define i32 @main() {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = call i32 (i8*, ...) @println(i8* getelementptr inbounds ([20 x i8], [20 x i8]* @0, i32 0, i32 0), i32 1, i32 2)
  store i32 0, i32* %1, align 4
  br label %3

3:                                                ; preds = %0
  %4 = load i32, i32* %1, align 4
  ret i32 %4
}

define internal i32 @println(i8* %0, ...) {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = call %0* @va_start()
  %4 = alloca %0*
  store %0* %3, %0** %4
  %5 = alloca i8*, align 1
  store i8* %0, i8** %5, align 1
  %6 = load i8*, i8** %5, align 1
  %7 = load %0*, %0** %4
  %8 = call i32 @vprintf(i8* %6, %0* %7)
  %9 = alloca i32, align 4
  store i32 %8, i32* %9, align 4
  %10 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @1, i32 0, i32 0))
  %11 = load %0*, %0** %4
  call void @va_end(%0* %11)
  %12 = load i32, i32* %9, align 4
  store i32 %12, i32* %2, align 4
  br label %13

13:                                               ; preds = %1
  %14 = load i32, i32* %2, align 4
  ret i32 %14
}

declare i32 @vprintf(i8*, %0*)

declare i32 @printf(i8*, ...)

define internal %0* @va_start() {
  %1 = alloca %0, align 8
  %2 = bitcast %0* %1 to i8*
  call void @llvm.va_start(i8* %2)
  ret %0* %1
}

; Function Attrs: nounwind
declare void @llvm.va_start(i8*) #0

define internal void @va_end(%0* %0) {
  %2 = bitcast %0* %0 to i8*
  call void @llvm.va_end(i8* %2)
  ret void
}

; Function Attrs: nounwind
declare void @llvm.va_end(i8*) #0

attributes #0 = { nounwind }

!llvm.module.flags = !{!0}

!0 = !{i32 1, !"LTOPostLink", i32 1}

变化：

不再使用外部函数，而是在调用时直接生成 IR（这会导致问题，因为您将获得 va_start() 函数的参数，该函数没有任何参数）。现在的工作 IR 是：

; ModuleID = 'merged.bc'
source_filename = "ld-temp.o"
target triple = "x86_64-unknown-linux-gnu"

%0 = type { i32, i32, i8*, i8* }

@0 = private unnamed_addr constant [20 x i8] c"Hello World %i, %i?[=14=]", align 1
@1 = private unnamed_addr constant [2 x i8] c"[=14=]A[=14=]", align 1

define i32 @main() {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = call i32 (i8*, ...) @println(i8* getelementptr inbounds ([20 x i8], [20 x i8]* @0, i32 0, i32 0), i32 1, i32 2)
  store i32 0, i32* %1, align 4
  br label %3

3:                                                ; preds = %0
  %4 = load i32, i32* %1, align 4
  ret i32 %4
}

define internal i32 @println(i8* %0, ...) {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca %0, align 8
  %4 = bitcast %0* %3 to i8*
  call void @llvm.va_start(i8* %4)
  %5 = load %0, %0* %3, align 8
  %6 = alloca %0
  store %0 %5, %0* %6
  %7 = alloca i8*, align 1
  store i8* %0, i8** %7, align 1
  %8 = load i8*, i8** %7, align 1
  %9 = getelementptr %0, %0* %6
  %10 = call i32 @vprintf(i8* %8, %0* %9)
  %11 = alloca i32, align 4
  store i32 %10, i32* %11, align 4
  %12 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @1, i32 0, i32 0))
  %13 = getelementptr %0, %0* %6
  %14 = getelementptr %0, %0* %13
  %15 = bitcast %0* %14 to i8*
  call void @llvm.va_end(i8* %15)
  store i32 0, i32* %2, align 4
  br label %16

16:                                               ; preds = %1
  %17 = load i32, i32* %2, align 4
  ret i32 %17
}

; Function Attrs: nounwind
declare void @llvm.va_start(i8*) #0

declare i32 @vprintf(i8*, %0*)

declare i32 @printf(i8*, ...)

; Function Attrs: nounwind
declare void @llvm.va_end(i8*) #0

attributes #0 = { nounwind }

!llvm.module.flags = !{!0}

!0 = !{i32 1, !"LTOPostLink", i32 1}

Answer 1

您的主要问题似乎是您要从 @va_start 返回指向 alloca 分配的内存（即本地内存）的指针。您应该让它像 @llvm.va_start 那样将指针作为参数，或者完全摆脱该函数并直接从 @println.

调用 @llvm.va_start

PS：我不明白你的%0类型是什么意思。如果它应该代表一个参数列表，为什么不直接使用 i8* （这是 LLVM vararg 函数所期望的）而不是对其进行位转换。

PPS：源代码中的格式字符串和参数数量与生成的 LLVM 中的不匹配。我猜 LLVM 实际上是从不同的源代码生成的（特别是 println("Hello World %i?", 1)）。

LLVM 将 va_list 传递给另一个函数

LLVM pass va_list to another function

c

compiler-construction

llvm

clang

llvm-ir