如何使用 LLVM C++ API 实现函数指针？答案

【问题标题】：How to implement function pointer by using LLVM C++ API?如何使用 LLVM C++ API 实现函数指针？
【发布时间】：2019-02-27 21:21:01
【问题描述】：

假设我想手动将下面的代码转换为 IR 代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
  int (*p)(const char *__s);  // how to implement this?
  p = puts;                   // and this?
  p("Hello World!\n");
}

我发现函数指针的IR表示是这样的：

%p = alloca i32 (i8*)*, align 8
store i32 (i8*)* @puts, i32 (i8*)** %p, align 8

但我不知道应该使用哪个 api 来生成它。

这是我的部分实现：

#include "llvm/Support/raw_ostream.h"

int main() {
  llvm::LLVMContext context;
  llvm::IRBuilder<> builder(context);
  llvm::Module *module = new llvm::Module("top", context);

  llvm::FunctionType *functionType = llvm::FunctionType::get(builder.getInt32Ty(), false);
  llvm::Function *mainFunction = llvm::Function::Create(functionType, llvm::Function::ExternalLinkage, "main", module);

  llvm::BasicBlock *entry = llvm::BasicBlock::Create(context, "entrypoint", mainFunction);
  builder.SetInsertPoint(entry);

  llvm::Value *helloWorld = builder.CreateGlobalStringPtr("hello world\n");

  std::vector<llvm::Type *> putArgs;
  putArgs.push_back(builder.getInt8Ty()->getPointerTo());
  llvm::ArrayRef<llvm::Type *> argsRef(putArgs);
  llvm::FunctionType *putsType = llvm::FunctionType::get(builder.getInt32Ty(), argsRef, false);
  llvm::Constant *putFunction = module->getOrInsertFunction("puts", putsType);

  // code to implement function pointer
  // code to assign puts() to function pointer

  builder.CreateCall(putFunction, helloWorld);  // call the function pointer instead of the function it self
  builder.CreateRet(llvm::ConstantInt::get(builder.getInt32Ty(), 0));

  module->print(llvm::errs(), nullptr);
}

我发现llvm::Function 是llvm::Value 的子类，所以我猜llvm::Constant *putFunction 本身就是我要查找的函数指针，但是如何使这个值在IR 代码中表示呢？具体来说，如何使用builder生成IR码？

【问题讨论】：

@puts 已经是一个函数指针。 alloca 代码只是将该指针复制到堆栈上。根据您尝试执行的操作，您将不需要它（例如，如果您尝试创建一个 vtable，就像在您的其他问题中一样，您可以直接在全局数组中使用 @puts - 和“直接”是指“附加了比特广播”，因为通常不是 vtable 中的每个函数都具有相同的类型）。
@sepp2k 很高兴再次见到你。这个问题的最初目的是我不知道如何将 C 风格的函数指针生成到 ir 代码中。我认为你是对的，我必须走错路。在汇编语言视图中看到一段代码对我来说很难，您有什么建议吗？我只是想发明一种 oop 玩具语言，尽可能简单，但似乎比我想象的要难。

标签： llvm llvm-ir

【解决方案1】：

我解决了。

缺失的谜题被击中：

llvm::Value *p = builder.CreateAlloca(putFunction->getType(), nullptr, "p");
builder.CreateStore(putFunction, p, false);
llvm::Value *temp = builder.CreateLoad(p);
builder.CreateCall(temp, helloWorld);

关键概念是putFunction->getType()和llvm::FunctionType::get()是不同的类型，我错误地将llvm::FunctionType::get()作为函数指针。

【讨论】：