使用 LLVM 分配和访问堆数组

Question

从万花筒教程和堆栈交换问题开始（问题）我尝试使用 LLVM 输出一些数组创建和访问代码。这个想法是有一个“alloca”堆栈变量“a”，它保存一个 double* 指向用 malloc 分配的数组。 生成的代码失败，我相信主要问题是我在 C++ 中调用“CreateInBoundsGEP”。

所以我一句话的主要问题是“如何调用 CreateInBoundsGEP 以便它输出正确的 IR 代码？”

我尝试的内容如下：

我的分配代码是作为上述问题中 llvm c++ 接口的“CreateMalloc”调用的输出而创建的。

%a = alloca double*, align 8
%malloccall = tail call i8* @malloc(i32 48)
%0 = bitcast i8* %malloccall to double*
store double* %0, double** %a, align 8

这段代码对我来说看起来不错，但在使用 verifyFunction() 检查时它已经导致错误/警告。

Call parameter type does not match function signature!
i32 48

遗憾的是它没有告诉我正确的参数类型是什么（i64？）。 IR 参考根本没有提到“malloc”函数调用，而是提到了“malloc”IR 操作（参考）！

我的主要问题（如果之前没有捕获的话也会导致内存错误）发生在对数组的写访问上。

我的第一次尝试是直接从引用的堆栈交换问题 1：

//ret is the base adress of the pointer, ie "a"
//rhs is the Value* to the right hand side that is assigned
//index is the Value* to the array index 
auto element_ptr = Builder->CreateInBoundsGEP(ret, index, "acc_tmp");
Builder->CreateStore(rhs, element_ptr);

哪个输出（对于 a[1]=5 作为输入代码）

%acc_tmp = getelementptr inbounds double*, double** %a, i32 1
store double 5.000000e+00, double** %acc_tmp, align 8

这会创建一个“verifyFunction”错误，我可以看到“double**”可能应该是“double*” ”。 由于我还收到了弃用警告，因此我决定尝试使用类型参数的 CreateInBoundsGEP。 由于文档没有告诉我“Type”应该是元素类型还是指针类型，所以我尝试了两者

auto element_ptr = Builder->CreateInBoundsGEP(rhs->getType()->getPointerTo(), ret, index, "acc_tmp");

或

auto element_ptr = Builder->CreateInBoundsGEP(rhs->getType(), ret, index, "acc_tmp");

两者都不起作用，第一个版本输出与不传递类型相同的代码，第二个版本导致

static llvm::GetElementPtrInst *llvm::GetElementPtrInst::Create(llvm::Type *, llvm::Value *, ArrayRef<llvm::Value *>, const llvm::Twine &, llvm::Instruction *): Assertion `cast<PointerType>(Ptr->getType()->getScalarType()) ->isOpaqueOrPointeeTypeMatches(PointeeType)' failed.

Answer 1

正如我在最初的问题中注意到的那样，我的指令中有一个指针*太多。最初我不明白为什么会出现这种情况，但后来我在一个看似不相关的问题中找到了我的问题的答案 1：

如果直接使用“CreateMalloc”的返回值作为“CreateInBoundsGEP”的参数，我最初从2 可以工作。

然而，就我而言，还涉及一个步骤：我将“CreateMalloc”返回值存储在一个局部变量中，该变量又由分配有“alloca”的指针引用。因此，与原始代码片段相比，我需要一个额外的取消引用步骤来访问我的数组元素。

正如 1 中提到的，LLVM-IR 中的取消引用只是一个“加载”。所以正确的数组访问代码看起来像

//ret is the pointer to(!) the base adress of the array, ie "a"
//rhs is the Value* to the right hand side that is assigned
//index is the Value* holding the array index 
llvm::Value* index = visit(ctx->index).as<llvm::Value*>();
llvm::Value* ret_deref =   Builder->CreateLoad(llvm::Type::getDoubleTy(*TheContext)->getPointerTo(),ret,"deref_tmp");
auto element_ptr = Builder->CreateInBoundsGEP(rhs->getType(), ret_deref, index, "acc_tmp");
Builder->CreateStore(rhs, element_ptr);