Question

我转换最简单的C代码

#include <stdio.h>

int main()
{
  return 0;
}

到其LLVM IR，使用

clang -emit-llvm -S hello.c

生成的IR是：

define i32 @main() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  store i32 0, i32* %1
  ret i32 0
}

但是，我不明白这个IR。（LLVM doc对初学者有帮助但不是那么多）

Answer 1

 define i32 @main() #0

这定义了一个名为main的函数，它返回一个32位整数。 #0表示为函数使用名为#0的属性。例如，IR中可能有类似attributes #0 = { alwaysinline alignstack=4 }的内容，这些属性将应用于main。

%1 = alloca i32, align 4

这会在堆栈上分配32位整数。 %1是指向堆栈上此位置的指针的名称。 align 4确保地址为4的倍数

store i32 0, i32* %1

这将%1指向的32位整数设置为32位值0.这就像在C ++中说*x = 1

ret i32 0

从函数返回32位返回值0

考虑到main中没有局部变量，分配很奇怪。 LLVM使用BasicBlock来表示指令组，而基本块具有出口点和指令列表。我的猜测是编译器决定使用return作为基本块的退出，并选择在块中放入至少一条指令。作业基本上是无操作。

Answer 2

%n是虚拟寄存器，在为目标机器生成代码时将被解析为实际寄存器。

i32用于输入类型信息。在原始代码中，它是int，编译器将其作为32位整数。

alloca用于在堆栈上分配空间。在此示例中，它是i32（32位整数），因此您可以在0中加载返回值。 align 4为此分配提供4字节对齐，即堆栈指针将位于4字节对齐的地址上。

它不是最有效的表示，但如果是IR则不是目标。 IR应该可以移植到不同的架构。然后到后端生成有效的机器代码。

为什么alloca和store与main函数有关。如果您已将此函数调用为其他内容，则IR将按预期包含ret。从检查为main生成的程序集，它似乎与堆栈基指针有关但我不完全理解它为什么存在。是时候推出C标准了。

更新：我在C标准中找不到任何内容，但似乎clang会为每个主要功能执行此操作。我不太了解clang代码库，但不足以跟踪它。

更新：请参阅Bill Lynch的评论。这些指导就在那里：

表示主要函数具有
的隐式return 0

Answer 3

出于调试原因，变量通常放在未经优化的构建中的堆栈中。在使用真实寄存器的优化构建中，值可能会在函数退出之前消失。

关于可移植性的评论并非准确无误，如果此IR已通过＆＃39; opt＆＃39;它会消除堆栈存储。