嵌套结构/数组的 LLVM 对齐答案

【问题标题】：LLVM alignment of nested structs/arrays嵌套结构/数组的 LLVM 对齐
【发布时间】：2016-10-30 02:02:18
【问题描述】：

我想获得嵌套结构/数组数据类型的确切字节表示。例如下面的 C 结构体：

typedef struct zTy {
    int x;
    char c[2];
    struct  { char d; } v;
} z;

它被转换为以下 LLVM IR：

%struct.zTy = type { i32, [2 x i8], %struct.anon }
%struct.anon = type { i8 }

%a = alloca %struct.zTy, align 4

从 alloca 指令可以看到对齐（4 字节）。但我不知道在哪里插入对齐或如何计算嵌套结构的对齐。我使用 getTypeAllocSize() 获得目标三元组的结构的总大小：

AllocaInst* AI;
Module &M;
Type* T = AI->getAllocatedType();
int size = M.getDataLayout()->getTypeAllocSize(T) // 8 Byte

有没有办法通过 LLVM 通道确定目标架构的任意嵌套数据类型的确切布局？

【问题讨论】：

标签： struct alignment llvm llvm-c++-api

【解决方案1】：

这是特定于 ABI 的，因此取决于目标。对于 C/C++，Clang 通常会将其计算为单个成员对齐的最大值。这里整数是最大的字段，并且有一个默认的对齐约束 4，这就是你得到的。

Clang 有 -fdump-record-layouts 作为 cc1 选项来帮助确定结构/类的布局，例如这里：

$ echo "struct zTy {
    int x;
    char c[2];
    struct  { char d; } v;
} z;" | clang -x c  -w - -Xclang -fdump-record-layouts  -c

*** Dumping AST Record Layout
         0 | struct zTy::(anonymous at <stdin>:4:5)
         0 |   char d
           | [sizeof=1, align=1]

*** Dumping AST Record Layout
         0 | struct zTy
         0 |   int x
         4 |   char [2] c
         6 |   struct zTy::(anonymous at <stdin>:4:5) v
         6 |     char d
           | [sizeof=8, align=4]

在 LLVM 内部，您会丢失“C”类型，但如果您想检查一个结构，您需要使用：

const StructLayout *getStructLayout(StructType *Ty) const;

然后使用返回的StructLayout，您可以使用以下方法获取每个元素的偏移量：

uint64_t StructLayout::getElementOffsetInBits(unsigned Idx) const

【讨论】：

您知道我如何在通行证中获取这些信息吗？
使用 LLVM API 更新了答案。