解析和修改 LLVM IR 代码

Posted 2023-02-22

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【中文标题】解析和修改 LLVM IR 代码【英文标题】：Parsing and Modifying LLVM IR code 【发布时间】：2012-02-06 21:13:46 【问题描述】：

我想读取（解析）LLVM IR 代码（保存在文本文件中）并向其中添加一些我自己的代码。我需要一些这样做的例子，也就是说，这是如何通过使用 LLVM 提供的库来完成的。所以基本上我想要的是将IR代码从文本文件读入内存（也许LLVM库以AST形式表示它，我不知道），进行修改，比如在AST中添加更多节点，然后最后写在 IR 文本文件中返回 AST。

虽然我需要阅读和修改 IR 代码，但如果有人能提供或参考一些刚刚阅读（解析）它的示例，我将不胜感激。

【问题讨论】：

【参考方案1】：

首先，纠正一个明显的误解：LLVM 是一个用于操作 IR 格式代码的框架。看不到 AST (*) - 您读取 IR，转换/操作/分析它，然后将 IR 写回。

阅读 IR 真的很简单：

int main(int argc, char** argv)

    if (argc < 2) 
        errs() << "Expected an argument - IR file name\n";
        exit(1);
    

    LLVMContext &Context = getGlobalContext();
    SMDiagnostic Err;
    Module *Mod = ParseIRFile(argv[1], Err, Context);

    if (!Mod) 
        Err.print(argv[0], errs());
        return 1;
    

    [...]

此代码接受文件名。这应该是一个 LLVM IR 文件（文本）。然后它继续将其解析为Module，它表示 LLVM 内部内存格式的 IR 模块。然后可以使用 LLVM 拥有的各种通行证进行操作，或者您自己添加。查看 LLVM 代码库中的一些示例（例如 lib/Transforms/Hello/Hello.cpp）并阅读此内容 - http://llvm.org/docs/WritingAnLLVMPass.html。

将 IR 吐回到文件中更加容易。 Module 类只是将自身写入流：

 some_stream << *Mod;

就是这样。

现在，如果您对想要对 IR 代码进行的具体修改有任何具体问题，那么您真的应该问一些更集中的问题。我希望这个答案能告诉你如何解析 IR 并将其写回。

(*) _{IR 在 LLVM 中没有 AST 表示，因为它是一种简单的类汇编语言。如果您更上一层楼，使用 C 或 C++，您可以使用 Clang 将其解析为 AST，然后在 AST 级别进行操作。然后，Clang 知道如何从其 AST 生成 LLVM IR。但是，您必须从这里开始使用 C/C++，而不是 LLVM IR。如果你只关心 LLVM IR，那就别管 AST。}

【讨论】：

谢谢伊莱。你的回答很有帮助。请注意，我认为它应该是带有小写 p 的“parseIRFile”。 llvm.org/docs/doxygen/html/IRReader_2IRReader_8h_source.html @user2027722：是的，LLVM API 变化如此频繁，以至于很难让样本保持最新。我有一个 Github 存储库：github.com/eliben/llvm-clang-samples，我尽可能保持同步，它比随机 SO 答案更像是一个事实来源错误：“LLVMContext”未在此范围内声明【参考方案2】：

这通常通过实现 LLVM 传递/转换来完成。这样，您根本不必解析 IR，因为 LLVM 会为您完成它，并且您将在 IR 的面向对象的内存表示中进行操作。

This 是编写 LLVM pass 的入口点。然后，您可以查看与 LLVM 捆绑在一起的任何已实现的标准通行证（查看 lib/Transforms）。

【讨论】：

这就是我最终要做的。但此时，由于我处于学习阶段，我希望能够在文本文件中看到 IR。我没有看到问题。大多数 LLVM 工具可以读/写 IR 的文本表示。特别是，要发出文本表示，请将 -S 开关添加到命令行。（另外，永远记住二进制和文本表示是绝对等价的）。【参考方案3】：

Opt 工具获取 llvm IR 代码，对其运行一次传递，然后在另一侧输出转换后的 llvm IR。

最容易开始黑客攻击的是 lib\Transforms\Hello\Hello.cpp。破解它，使用您的源文件作为输入运行 opt，检查输出。

除此之外，写pass的文档真的很不错。

【讨论】：

【参考方案4】：

最简单的方法是查看现有工具之一并从中窃取代码。在这种情况下，您可能需要查看 llc 的源代码。它可以采用位码或 .ll 文件作为输入。你可以以任何你想要的方式修改输入文件，然后如果你想要一个文本文件，则使用类似于 llvm-dis 中的代码的东西写出文件。

【讨论】：

【参考方案5】：