如何将函数下的多个相同类型的循环映射到LLVM IR中生成的基本块？

Question

如果循环属于不同类型，那么我可以使用名称轻松识别它们，但如果有多个相同的类型循环（比如5个while循环），我如何识别LLVM IR中的哪个基本块对应于源中的哪个循环码？

当我们按顺序访问代码和LLVM IR时，手动很容易识别，但我正在寻找如何以编程方式识别相同的内容。

例如，我在C中有以下源代码：

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

当我执行命令qazxsw poi时，我得到了fileName.ll创建以下内容：

clang -S -emit-llvm fileName.c

现在为给定的源文件创建了两个基本块，如

; 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)"}

和while.cond，如何识别哪个基本块是源代码中的while循环？

Answer 1

在我尝试回答之前，我只想注意，根据所选的优化级别或while.cond1手动选择的传递，信息可能不存在或者可能不那么准确（例如因为内联，克隆等）。

现在，在低级表示和源代码之间关联的方式是使用调试信息（例如，使用opt格式）。要生成调试信息，您需要在编译期间使用DWARF命令行标志。

对于LLVM IR，如果你看看-g API有相关的调用，如Loop。所以你可以做这样的事情（例如在getStartLoc传递的runOn方法内）：

llvm::Function

此外，对于

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
}

，您还可以使用BasicBlock中的调试相关方法（例如Instruction）并将其与对其他getDebugLoc方法（如Loop等）的调用相结合。

另外，请注意，有一个getHeader方法为每个循环使用内部唯一ID，但这并不总是存在，并且它受到我在开始时提到的潜在缺陷的影响。无论如何，如果你需要操作它，请按照getLoopID方法（例如在setLoopID中）查看LLVM源代码中的示例。