Question

我需要实现一个库，它使用LLVM / Clang作为后端将C代码编译为eBPF字节码。代码将从内存中读取，我需要将结果汇编代码也存储在内存中。

到目前为止，我已经能够使用以下代码编译为LLVM IR：

#include <string>
#include <vector>

#include <clang/Frontend/CompilerInstance.h>
#include <clang/Basic/DiagnosticOptions.h>
#include <clang/Frontend/TextDiagnosticPrinter.h>
#include <clang/CodeGen/CodeGenAction.h>
#include <clang/Basic/TargetInfo.h>
#include <llvm/Support/TargetSelect.h>

using namespace std;
using namespace clang;
using namespace llvm;

int main() {

    constexpr auto testCodeFileName = "test.cpp";
    constexpr auto testCode = "int test() { return 2+2; }";

    // Prepare compilation arguments
    vector<const char *> args;
    args.push_back(testCodeFileName);

    // Prepare DiagnosticEngine 
    DiagnosticOptions DiagOpts;
    TextDiagnosticPrinter *textDiagPrinter =
            new clang::TextDiagnosticPrinter(errs(),
                                         &DiagOpts);
    IntrusiveRefCntPtr<clang::DiagnosticIDs> pDiagIDs;
    DiagnosticsEngine *pDiagnosticsEngine =
            new DiagnosticsEngine(pDiagIDs,
                                         &DiagOpts,
                                         textDiagPrinter);

    // Initialize CompilerInvocation
    CompilerInvocation *CI = new CompilerInvocation();
    CompilerInvocation::CreateFromArgs(*CI, &args[0], &args[0] +     args.size(), *pDiagnosticsEngine);

    // Map code filename to a memoryBuffer
    StringRef testCodeData(testCode);
    unique_ptr<MemoryBuffer> buffer = MemoryBuffer::getMemBufferCopy(testCodeData);
    CI->getPreprocessorOpts().addRemappedFile(testCodeFileName, buffer.get());


    // Create and initialize CompilerInstance
    CompilerInstance Clang;
    Clang.setInvocation(CI);
    Clang.createDiagnostics();

    // Set target (I guess I can initialize only the BPF target, but I don't know how)
    InitializeAllTargets();
    const std::shared_ptr<clang::TargetOptions> targetOptions = std::make_shared<clang::TargetOptions>();
    targetOptions->Triple = string("bpf");
    TargetInfo *pTargetInfo = TargetInfo::CreateTargetInfo(*pDiagnosticsEngine,targetOptions);
    Clang.setTarget(pTargetInfo);

    // Create and execute action
    // CodeGenAction *compilerAction = new EmitLLVMOnlyAction();
    CodeGenAction *compilerAction = new EmitAssemblyAction();
    Clang.ExecuteAction(*compilerAction);

    buffer.release();
}

要编译我使用以下CMakeLists.txt：

cmake_minimum_required(VERSION 3.3.2)
project(clang_backend CXX)

set(CMAKE_CXX_COMPILER "clang++")

execute_process(COMMAND llvm-config --cxxflags OUTPUT_VARIABLE LLVM_CONFIG OUTPUT_STRIP_TRAILING_WHITESPACE)
execute_process(COMMAND llvm-config --libs OUTPUT_VARIABLE LLVM_LIBS OUTPUT_STRIP_TRAILING_WHITESPACE)

set(CMAKE_CXX_FLAGS ${LLVM_CONFIG})

set(CLANG_LIBS clang clangFrontend clangDriver clangSerialization clangParse
    clangCodeGen  clangSema clangAnalysis clangEdit clangAST clangLex
    clangBasic )

add_executable(clang_backend main.cpp)
target_link_libraries(clang_backend ${CLANG_LIBS})
target_link_libraries(clang_backend ${LLVM_LIBS})

如果我理解正确，如果我将编译器操作更改为EmitAssemblyAction（），我应该能够生成汇编代码，但是我可能没有初始化某些内容，因为我在llvm :: TargetPassConfig中遇到了分段错误:: addPassesToHandleExceptions（this = this @ entry = 0x6d8d30）attmp/llvm-3.7.1.src/lib/CodeGen/Passes.cpp:419

此行的代码是：

switch (TM->getMCAsmInfo()->getExceptionHandlingType()) {

有没有人有例子或者知道我缺少什么？

Answer 1

因此，如果您使用asserts编译LLVM，错误会更加清晰，它实际上会告诉您需要执行的操作：

x: .../src/llvm/lib/CodeGen/LLVMTargetMachine.cpp:63: 
void llvm::LLVMTargetMachine::initAsmInfo(): 
Assertion `TmpAsmInfo && "MCAsmInfo not initialized. " 
"Make sure you include the correct TargetSelect.h" 
"and that InitializeAllTargetMCs() is being invoked!"' failed.

（我添加了一些换行符，因为它打印成一条长行）。

在InitializeAllTargetMCs()开头添加所需的main后，我又遇到了另一个错误。看一下我的编译器的目标文件生成，我“猜到”这是另一个InitializeAll*调用的问题。进行一些测试，结果证明你还需要InitializeAllAsmPrinters(); - 这是有意义的，因为你想要生成汇编代码。

我不完全确定如何“查看”代码中的结果，但将这两个添加到main的开头会使它运行完成而不是断言，退出时出错或崩溃 - 通常是朝着正确方向迈出的一大步。

所以这就是main在“我的”代码中的样子：

int main() {

    constexpr auto testCodeFileName = "test.cpp";
    constexpr auto testCode = "int test() { return 2+2; }";

    InitializeAllTargetMCs();
    InitializeAllAsmPrinters();

    // Prepare compilation arguments
    vector<const char *> args;
    args.push_back(testCodeFileName);

    // Prepare DiagnosticEngine 
    DiagnosticOptions DiagOpts;
    TextDiagnosticPrinter *textDiagPrinter =
            new clang::TextDiagnosticPrinter(errs(),
                                         &DiagOpts);
    IntrusiveRefCntPtr<clang::DiagnosticIDs> pDiagIDs;
    DiagnosticsEngine *pDiagnosticsEngine =
            new DiagnosticsEngine(pDiagIDs,
                                         &DiagOpts,
                                         textDiagPrinter);

    // Initialize CompilerInvocation
    CompilerInvocation *CI = new CompilerInvocation();
    CompilerInvocation::CreateFromArgs(*CI, &args[0], &args[0] +     args.size(), *pDiagnosticsEngine);

    // Map code filename to a memoryBuffer
    StringRef testCodeData(testCode);
    unique_ptr<MemoryBuffer> buffer = MemoryBuffer::getMemBufferCopy(testCodeData);
    CI->getPreprocessorOpts().addRemappedFile(testCodeFileName, buffer.get());


    // Create and initialize CompilerInstance
    CompilerInstance Clang;
    Clang.setInvocation(CI);
    Clang.createDiagnostics();

    // Set target (I guess I can initialize only the BPF target, but I don't know how)
    InitializeAllTargets();
    const std::shared_ptr<clang::TargetOptions> targetOptions = std::make_shared<clang::TargetOptions>();
    targetOptions->Triple = string("bpf");
    TargetInfo *pTargetInfo = TargetInfo::CreateTargetInfo(*pDiagnosticsEngine,targetOptions);
    Clang.setTarget(pTargetInfo);

    // Create and execute action
    // CodeGenAction *compilerAction = new EmitLLVMOnlyAction();
    CodeGenAction *compilerAction = new EmitAssemblyAction();
    Clang.ExecuteAction(*compilerAction);

    buffer.release();
}

我强烈建议如果您想使用clang＆amp; LLVM进行开发，那么您构建了一个Clang＆amp; LLVM的调试版本 - 这将有助于追踪“原因”并尽早发现问题以及更明显的问题。将-DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug与cmake一起使用即可获得这种风味。

我获取LLVM＆amp; amp;的完整脚本Clang to build：

export CC=clang
export CXX=clang++ 
cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/llvm-debug -DLLVM_TAR
GETS_TO_BUILD=X86 ../llvm

[我使用的是3.8版本的延迟预发布来测试这个，但我非常怀疑它在这方面与3.7.1有很大的不同]

Answer 2

如果有人遇到类似的问题，我已经能够从/向内存编译通过stdin发送代码并从stdout获取输出。

我不知道是否有其他方法可以实现这一点，也许使用clang :: Driver，但是阅读Clang / LLVM源代码我发现我需要执行的操作来获取对象是EmitObjAction（），如果没有从stdin收到输入，这个动作似乎总是产生一个.o文件。

因此，在执行操作之前，我将stdin / stdout替换为管道，这样我就避免生成文件。

#include <string>
#include <vector>
#include <sstream>
#include <iostream>
#include <cstdio>

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

#include <clang/Frontend/CompilerInstance.h>
#include <clang/Basic/DiagnosticOptions.h>
#include <clang/Frontend/TextDiagnosticPrinter.h>
#include <clang/CodeGen/CodeGenAction.h>
#include <clang/Basic/TargetInfo.h>
#include <llvm/Support/TargetSelect.h>
#include <llvm/IR/Module.h>

using namespace std;
using namespace clang;
using namespace llvm;

int main(int argc, char *argv[])
{ 
    // code to compile for the eBPF virtual machine
    constexpr auto testCode = "int main() { return get_nbs(); }";

    // Send code through a pipe to stdin
    int codeInPipe[2];
    pipe2(codeInPipe, O_NONBLOCK);
    write(codeInPipe[1], (void *) testCode, strlen(testCode));
    close(codeInPipe[1]); // We need to close the pipe to send an EOF
    dup2(codeInPipe[0], STDIN_FILENO);

    // Prepare reception of code through stdout
    int codeOutPipe[2];
    pipe(codeOutPipe);
    dup2(codeOutPipe[1], STDOUT_FILENO);

    // Initialize various LLVM/Clang components
    InitializeAllTargetMCs();   
    InitializeAllAsmPrinters();
    InitializeAllTargets();

    // Prepare compilation arguments
    vector<const char *> args;
    args.push_back("--target=bpf"); // Target is bpf assembly
    args.push_back("-xc"); // Code is in c language
    args.push_back("-"); // Read code from stdin

    CompilerInvocation *CI = createInvocationFromCommandLine(makeArrayRef(args) , NULL);

    // Create CompilerInstance
    CompilerInstance Clang;
    Clang.setInvocation(CI);

    // Initialize CompilerInstace
    Clang.createDiagnostics();

    // Create and execute action
    CodeGenAction *compilerAction; 
    compilerAction = new EmitObjAction();
    Clang.ExecuteAction(*compilerAction);

    // Get compiled object (be carefull with buffer size)
    close(codeInPipe[0]);
    char objBuffer[2048];
    read(codeOutPipe[0], objBuffer, 2048); 

    return 0;
}

使用libclang从内存中的C代码生成程序集

2 个答案: