如何区分 LLVM 中的有符号和无符号整数

Question

LLVM 项目不区分有符号和无符号整数，如 here 所述。在某些情况下，您需要知道某个特定变量是否应该被解释为有符号或无符号，例如当它的大小扩展或在除法中使用时。我对此的解决方案是为每个变量保留一个单独的类型信息，描述它是整数还是基数类型。

但是，我想知道，有没有办法以这种方式“归因”LLVM 中的类型？我一直在寻找可以添加到类型中的某种“用户数据”，但似乎什么都没有。这必须在创建类型时以某种方式发生，因为相等的类型在 LLVM 中只生成一次。

因此我的问题是：

有没有办法在 LLVM 基础架构中跟踪整数变量是否应该被解释为有符号或无符号，或者是像我一样保留单独信息的唯一方法？

谢谢

Answer 1

首先，您必须确保需要插入额外的类型元数据，因为 Clang 已经正确处理有符号整数运算，例如使用 sdiv 和 srem 而不是 udev 和 urem。

此外，可以利用它来实现一些基于变量在 IR 中的访问方式的轻量级类型推断。请注意，像add 这样的操作不需要签名信息，因为它基于二补码表示。

否则，我认为最好的方法是修改前端（Clang）以添加一些自定义 DWARF 调试信息。这是一个link，可以帮助您入门。

更新： 如果您的目标是直接在 LLVM IR 上实现静态分析。这篇论文可以提供一个彻底的讨论。

Navas, J.A., Schachte, P., Søndergaard, H., Stuckey, P.J.： 与符号无关的程序分析：低级代码的精确整数边界。在：Jhala, R., Igarashi, A. (eds.) APLAS 2012. LNCS, 卷。 7705，第 115-130 页。海德堡斯普林格 (2012)