Как отобразить несколько циклов одного и того же типа под функцией в сгенерированный базовый блок в LLVM IR?

Question

Если циклы имеют другой тип, то я могу легко идентифицировать их по имени, но если есть несколько циклов одного типа (скажем, 5 while петли), как я могу определить, какой базовый блок в IR LLVM соответствует какой петле в исходном коде?

Вручную легко идентифицировать, когда мы последовательно посещаем код и LLVM IR, но я смотрю, как мы можем идентифицировать то же самое программно.

Пример, у меня есть следующий исходный код на C:

int main()
{
   int count=1;
   while (count <= 4)
   {
        count++;
   }
   while (count > 4)
   {
        count--;
   }
   return 0;
}

когда я выполняю команду clang -S -emit-llvm fileName.c Я получил fileName.ll создать со следующим содержанием:

; ModuleID = 'abc.c'
source_filename = "abc.c"
target datalayout = "e-m:w-i64:64-f80:128-n8:16:32:64-S128"
target triple = "x86_64-pc-windows-msvc19.0.23026"

; Function Attrs: noinline nounwind uwtable
define i32 @main() #0 {
entry:
  %retval = alloca i32, align 4
  %count = alloca i32, align 4
  store i32 0, i32* %retval, align 4
  store i32 1, i32* %count, align 4
  br label %while.cond

while.cond:                                       ; preds = %while.body, %entry
  %0 = load i32, i32* %count, align 4
  %cmp = icmp sle i32 %0, 4
  br i1 %cmp, label %while.body, label %while.end

while.body:                                       ; preds = %while.cond
  %1 = load i32, i32* %count, align 4
  %inc = add nsw i32 %1, 1
  store i32 %inc, i32* %count, align 4
  br label %while.cond

while.end:                                        ; preds = %while.cond
  br label %while.cond1

while.cond1:                                      ; preds = %while.body3, %while.end
  %2 = load i32, i32* %count, align 4
  %cmp2 = icmp sgt i32 %2, 4
  br i1 %cmp2, label %while.body3, label %while.end4

while.body3:                                      ; preds = %while.cond1
  %3 = load i32, i32* %count, align 4
  %dec = add nsw i32 %3, -1
  store i32 %dec, i32* %count, align 4
  br label %while.cond1

while.end4:                                       ; preds = %while.cond1
  ret i32 0
}

attributes #0 = { noinline nounwind uwtable "correctly-rounded-divide-sqrt-fp-math"="false" "disable-tail-calls"="false" "less-precise-fpmad"="false" "no-frame-pointer-elim"="false" "no-infs-fp-math"="false" "no-jump-tables"="false" "no-nans-fp-math"="false" "no-signed-zeros-fp-math"="false" "no-trapping-math"="false" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="x86-64" "target-features"="+fxsr,+mmx,+sse,+sse2,+x87" "unsafe-fp-math"="false" "use-soft-float"="false" }

!llvm.module.flags = !{!0}
!llvm.ident = !{!1}

!0 = !{i32 1, !"PIC Level", i32 2}
!1 = !{!"clang version 4.0.0 (tags/RELEASE_400/final)"}

Теперь для данного исходного файла созданы два основных блока: while.cond а также while.cond1Как я могу определить, какой базовый блок для какого цикла в исходном коде?

Answer 1

Прежде чем я попытаюсь ответить, я просто хочу отметить, что в зависимости от выбранного уровня оптимизации или выбранного вручную прохода с opt эта информация может отсутствовать или быть не такой точной (например, из-за встраивания, клонирования и т. д.).

Теперь способ связи между низкоуровневыми представлениями и исходным кодом заключается в использовании отладочной информации (например, в формате DWARF). Для получения отладочной информации вам нужно использовать -g флаг командной строки во время компиляции.

Для LLVM IR, если вы посмотрите на Loop API есть соответствующие звонки, такие как getStartLoc, Таким образом, вы можете сделать что-то вроде этого (например, внутри runOn метод llvm::Function проходить):

llvm::SmallVector<llvm::Loop *> workList;
auto &LI = getAnalysis<llvm::LoopInfoWrapperPass>(CurFunc).getLoopInfo();

std::for_each(LI.begin(), LI.end(), [&workList](llvm::Loop *e) { workList.push_back(e); });

for(auto *e : workList) {
  auto line = e->getStartLoc().getLine();
  auto *scope = llvm::dyn_cast<llvm::DIScope>(e->getStartLoc().getScope());
  auto filename = scope->getFilename();

  // do stuff here
}

Кроме того, для BasicBlock Вы также можете использовать методы отладки в Instruction (например getDebugLoc) и совмещать это с звонками другим Loop методы, такие как getHeader, так далее.

Кроме того, обратите внимание, что есть getLoopID метод, который использует внутренний уникальный идентификатор для каждого цикла, но это не всегда так, и это зависит от потенциальных выборок, которые я упомянул в начале. Во всяком случае, если вам нужно манипулировать им, посмотрите на примеры в исходном коде LLVM после setLoopID метод (например, в lib/Transforms/Scalar/LoopRotation.cpp).