如何将一个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

如果循环的类型不同，那么我可以轻松地用名称来标识它们，但是如果有多个相同类型的循环（例如5个while循环），那么如何识别LLVM IR中的哪个基本块对应于源代码中的哪个循环码？

手动识别很容易，因为我们可以顺序访问代码和LLVM IR，但是我正在寻找如何以编程方式识别相同的对象。

例如，我在C中具有以下源代码：

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

当我执行clang -S -emit-llvm fileName.c我得到了具有以下内容的fileName.ll创建：

; 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)"}

现在，为给定的源文件创建了两个基本块，如while.cond和while.cond1 ，我如何确定源代码中哪个while循环对应哪个基本块？

Answer 1

在我试图回答，我只是想指出，根据所选择的优化级别或手动选择通与opt的信息可能不存在或可能不准确（例如，由于内联，克隆等）。

现在，在低级表示形式和源代码之间进行关联的方法是使用调试信息（例如DWARF格式）。 要生成调试信息，您需要在编译期间使用-g命令行标志。

对于LLVM IR，如果您查看Loop API，则会有相关的调用，例如getStartLoc 。 因此，您可以执行以下操作（例如，在llvm::Function传递的runOn方法内部）：

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
}

此外，对于BasicBlock ，您还可以在Instruction使用与调试相关的方法（例如getDebugLoc ），并将其与对其他Loop方法的调用（例如getHeader等）组合在一起。

另外，请注意，有一个getLoopID方法为每个循环使用内部唯一ID，但这并不总是存在的，并且受我一开始提到的可能省略的限制。 无论如何，如果需要操纵它，请遵循setLoopID方法（例如，在lib/Transforms/Scalar/LoopRotation.cpp ）查看LLVM源代码中的示例。