Question

我正在编写一个玩具编译器，并且希望我的语言支持虚拟方法，但是我不知道该怎么做，这似乎不像其他语句那样简单，可以很容易地将其转换为IR代码，v-table概念在我脑海中的存在就像一些高级图示所显示的那样。这可能足以使用一种OOP语言，但似乎不足以编写一种。

我试图编写一些C ++代码并将其转换为ir代码，但遗憾的是我仍然无法理解输出。我检查了Clang的源代码，甚至不知道这部分在哪里...（嗯，我得到了代码，它似乎位于lib/CodeGen/CGClass.cpp，但是Clang是一个复杂的项目，我仍然无法理解它如何实现v表）

那么有什么想法怎么做，还是有一些llvm api可以帮助我实现这一点？

Answer 1

vtable是一个函数指针数组。在单继承上下文中，每个类都有一个这样的数组，其中数组的元素是类的虚拟方法。每个对象将包含一个指向其类的vtable的指针，并且每个虚拟方法调用都将简单地调用vtable中的相应指针（将其转换为所需的类型之后）。

因此，假设您正在编译如下所示的程序：

class A {
  int x,y;

  virtual int foo() { return x+y; }
  virtual int bar() { return x*y; }
}

class B inherits A {
  int z;
  override int bar() { return x*y+z; }
}

int f(A a) {
  return a.foo() + a.bar();
}

然后，您可以使用A_foo或A_bar指针并包含B_bar的代码来定义名为A，B和A.foo的函数，A.bar和B.bar（确切的命名当然取决于您的名称处理方案）。然后，您将生成两个看起来像这样的全局变量A_vtable和B_vtable：

@A_vtable = global [2 x void (...)*] [
  void (...)* bitcast (i32 (%struct.A*)* @A_foo to void (...)*),
  void (...)* bitcast (i32 (%struct.A*)* @A_bar to void (...)*)
]
@B_vtable = global [2 x void (...)*] [
  void (...)* bitcast (i32 (%struct.A*)* @A_foo to void (...)*),
  void (...)* bitcast (i32 (%struct.B*)* @B_bar to void (...)*)
]

对应于此C代码（希望它更具可读性）：

typedef void (*fpointer_t)();
fpointer_t A_vtable[] = {(fpointer_t) A_foo, (fpointer_t) A_bar};
fpointer_t B_vtable[] = {(fpointer_t) A_foo, (fpointer_t) B_bar};

然后可以像这样翻译

f：

define i32 @f(%struct.A*) {
  %2 = getelementptr inbounds %struct.A, %struct.A* %0, i64 0, i32 0
  %3 = bitcast %struct.A* %0 to i32 (%struct.A*)***
  %4 = load i32 (%struct.A*)**, i32 (%struct.A*)*** %3
  %5 = load i32 (%struct.A*)*, i32 (%struct.A*)** %4
  %6 = call i32 %5(%struct.A* %0)

  %7 = load void (...)**, void (...)*** %2
  %8 = getelementptr inbounds void (...)*, void (...)** %7, i64 1
  %9 = bitcast void (...)** %8 to i32 (%struct.A*)**
  %10 = load i32 (%struct.A*)*, i32 (%struct.A*)** %9
  %11 = call i32 %10(%struct.A* %0)

  %12 = add nsw i32 %11, %6
  ret i32 %12
}

或在C中：

typedef int (*A_int_method_t)(struct A*);
int f(struct A* a) {
  return ((A_int_method_t) a->vtable[0])(a) + ((A_int_method_t) a->vtable[1])(a);
}

如何使用llvm实现虚拟表

1 个答案: