从 C++ 类创建 LLVM 字节码答案

【问题标题】：Create LLVM bytecode from C++ classes从 C++ 类创建 LLVM 字节码
【发布时间】：2011-06-23 21:55:38
【问题描述】：

我正在为 LLVM 中的一种特殊用途语言编写编译器。我想为已经用 C++ 编写的库添加绑定。我的想法是将库编译为 LLVM 字节码（使用clang -emit-llvm -S abc.c）并在编译期间链接它。这适用于像

这样的代码

// lib.c
int f() {
    return 123;
}

但是库的某些部分是这样写的

// A.cc
class A {
    public:
        int f() { return 123; }
};

这会导致空字节码文件。我知道我可以通过分离实现来解决这个问题：

// A.cc
class A {
    public:
        int f();
};

int A::f() {
    return 123;
}

但这将是很多乏味的工作。有什么方法可以从我的库源中创建有用的字节码吗？或者任何其他方式使库在我的编译器中可用？

【问题讨论】：

您的第一个示例是源文件，而您的第二个示例是头文件。也许这就是问题所在？您是否尝试过在某个虚拟源文件中包含所有头文件并进行编译？
@Space_C0wb0y: 两者没有实际区别，都是处理后编译结果。
你是对的 Space_c0wb0y，如果我编译 .hpp 文件，我会得到一个预处理的头文件（我猜这有点糟糕）。但是，如果我将代码放在一个名为 A.cc 的文件中，那么 clang 会产生所描述的输出。我会修改这个例子。

标签： c++ llvm bytecode clang

【解决方案1】：

您可以查看 clang 是否支持显式模板实例化的外部链接。这可能适用于非模板，但否则您可以“强制它”为模板工作。

简单简介：

lib1.h

template <typename T=int>
struct ATemplate { T f() { return 123; } };

添加文件lib1_instantiate.cpp

#include "lib1.h"
template struct ATemplate<int>;
template struct ATemplate<unsigned int>;
template struct ATemplate<long>; // etc.

这应该通过外部链接实例化命名模板。

如果你被一个非模板类卡住了，而上面的技巧对此不起作用，你可以像这样包装它：

instantiate.cpp:

namespace hidden_details
{
    template <class libtype> struct instantiator : public libtype 
    // derives... just do something that requires a complete type (not a forward!)
    { };
}

template struct hidden_details::instantiator<A>;

如果你运气不好，你将不得不“使用”内联成员让他们获得外部链接。一个常见的技巧是使用这些成员的地址（您不需要实现委托）：

instantiate.cpp:

static void force_use_A()
{
    void* unused = (void*) &A::f;
}

然而

转换为 (void*) 会调用未定义的行为（您无法在 gcc 上使用 -pedantic -Werror 进行编译）
对于重载，您必须指定丑陋的强制转换来消除歧义

HTH

【讨论】：

第一个版本可以正常工作，但是为什么要实例化A 3次呢？
不知道你说的第一个版本是什么意思。另外，我实例化了三个不同的模板实例化；那些是不同的！关键是，我的第一个示例与您的问题中的 struct A 不同；我想演示它是如何使用模板类完成的。（将通过在我的答案中使用不同的结构名称来消除歧义）
第一个版本是指第一个替代方案（带有模板实例化的那个）。您的结构的新名称清除了一切，我认为您所做的是对我的示例的精确翻译。谢谢！

【解决方案2】：

如果只想使用几个库函数，另一种可行的方法是：为您使用的所有内容创建一个包装器。

// wrapper.cc
A* A_create() {
    return new A();
}

// and so on

这样你不必修改你的库，但它肯定是一些额外的输入。

【讨论】：