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LLVM将函数调用插入另一个函数

在 LLVM 中插入函数调用涉及到使用 LLVM 的 IRBuilder 和 Function API。以下是一个详细的步骤指南,展示了如何在 LLVM 中将一个函数调用插入到另一个函数中。

前提条件

  1. 你需要安装 LLVM 开发工具包。
  2. 你需要熟悉 LLVM IR 和 C++ 编程。

示例代码

假设我们有两个函数 foobar,我们希望在 foo 中插入对 bar 的调用。

1. 创建一个新的 LLVM 项目

首先,创建一个新的 CMake 项目来使用 LLVM。

CMakeLists.txt:

代码语言:javascript
复制
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(LLVMInsertFunctionCall)

find_package(LLVM REQUIRED CONFIG)
list(APPEND CMAKE_MODULE_PATH "${LLVM_CMAKE_DIR}")
include(AddLLVM)

include_directories(${LLVM_INCLUDE_DIRS})
add_definitions(${LLVM_DEFINITIONS})

add_executable(LLVMInsertFunctionCall main.cpp)

llvm_map_components_to_libnames(llvm_libs support core irreader)
target_link_libraries(LLVMInsertFunctionCall ${llvm_libs})

2. 编写 C++ 代码

main.cpp:

代码语言:javascript
复制
#include <llvm/IR/IRBuilder.h>
#include <llvm/IR/LLVMContext.h>
#include <llvm/IR/Module.h>
#include <llvm/IR/Function.h>
#include <llvm/IR/Type.h>
#include <llvm/IR/Verifier.h>
#include <llvm/Support/raw_ostream.h>

using namespace llvm;

int main() {
    LLVMContext Context;
    Module *M = new Module("test", Context);
    IRBuilder<> Builder(Context);

    // 创建函数类型:void foo()
    FunctionType *fooType = FunctionType::get(Type::getVoidTy(Context), false);
    Function *fooFunc = Function::Create(fooType, Function::ExternalLinkage, "foo", M);

    // 创建函数类型:void bar()
    FunctionType *barType = FunctionType::get(Type::getVoidTy(Context), false);
    Function *barFunc = Function::Create(barType, Function::ExternalLinkage, "bar", M);

    // 创建 foo 函数的基本块
    BasicBlock *fooBB = BasicBlock::Create(Context, "entry", fooFunc);
    Builder.SetInsertPoint(fooBB);

    // 在 foo 函数中插入对 bar 的调用
    Builder.CreateCall(barFunc);

    // 在 foo 函数中插入返回指令
    Builder.CreateRetVoid();

    // 验证生成的代码
    if (verifyFunction(*fooFunc, &errs())) {
        errs() << "Function verification failed!\n";
        return 1;
    }

    // 打印生成的 LLVM IR
    M->print(outs(), nullptr);

    delete M;
    return 0;
}

解释

  1. 创建 LLVM 上下文和模块:
    • LLVMContext Context;
    • Module *M = new Module("test", Context);
  2. 创建 IRBuilder:
    • IRBuilder<> Builder(Context);
  3. 定义函数类型和创建函数:
    • FunctionType *fooType = FunctionType::get(Type::getVoidTy(Context), false);
    • Function *fooFunc = Function::Create(fooType, Function::ExternalLinkage, "foo", M);
    • FunctionType *barType = FunctionType::get(Type::getVoidTy(Context), false);
    • Function *barFunc = Function::Create(barType, Function::ExternalLinkage, "bar", M);
  4. 创建基本块并设置插入点:
    • BasicBlock *fooBB = BasicBlock::Create(Context, "entry", fooFunc);
    • Builder.SetInsertPoint(fooBB);
  5. foo 函数中插入对 bar 的调用:
    • Builder.CreateCall(barFunc);
  6. foo 函数中插入返回指令:
    • Builder.CreateRetVoid();
  7. 验证生成的代码:
    • if (verifyFunction(*fooFunc, &errs())) { ... }
  8. 打印生成的 LLVM IR:
    • M->print(outs(), nullptr);

编译和运行

  1. 生成构建文件: mkdir build cd build cmake ..
  2. 编译项目: make
  3. 运行生成的可执行文件: ./LLVMInsertFunctionCall

你应该会看到类似以下的输出,表示在 foo 函数中成功插入了对 bar 函数的调用:

代码语言:javascript
复制
; ModuleID = 'test'
source_filename = "test"

define void @foo() {
entry:
  call void @bar()
  ret void
}

define void @bar() {
}
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