使用insertafter（）插入LLVM指令

Question

我是LLVM的新手，并且正在进行一些实验，例如插入指令。

我的main.c如下所示：

int foo(int e, int a) {
  int b = a + 1;
  int c = b * 2;
  b = e << 1;
  int d = b / 4;
  return c * d;
}

我使用下面的命令来生成llvm字节码

clang-12 -O0 -Xclang -disable-O0-optnone -emit-llvm -c main.c -o main.bc
opt-12 -S -mem2reg main.bc -o main.ll

字节the the the the the the the the the the

; Function Attrs: noinline nounwind uwtable
define dso_local i32 @foo(i32 %0, i32 %1) #0 {
  %3 = add nsw i32 %1, 1
  %4 = mul nsw i32 %3, 2
  %5 = shl i32 %0, 1
  %6 = sdiv i32 %5, 4
  %7 = mul nsw i32 %4, %6
  ret i32 %7
}

the the the code在第一个指令后使用代码插入指令：

bool runOnBasicBlock(BasicBlock &B) {
    // get the first and second instruction
Instruction &Inst1st = *B.begin();
Instruction *NewInst = BinaryOperator::Create(
        Instruction::Add, Inst1st.getOperand(0), Inst1st.getOperand(0));
NewInst->insertAfter(&Inst1st);
...
}

在运行此通行证后，字节bytecode之后已更改为

; Function Attrs: noinline nounwind uwtable
define dso_local i32 @foo(i32 %0, i32 %1) #0 {
  %3 = add nsw i32 %1, 1
  %4 = add i32 %1, %1
  %5 = mul nsw i32 %4, 2
  %6 = shl i32 %0, 1
  %7 = sdiv i32 %6, 4
  %8 = mul nsw i32 %5, %7
  ret i32 %8
}

似乎插入的指令等于b = a + a;，因此指令％4 = mul nsw i32％3，2被更改为<代码>％5 = MUL NSW I32％4，2 。我不明白原因。有帮助吗？

Answer 1

众所周知，newInst-＆gt; insertafter（＆amp; inst1st）;从块中制造

int b = a + 1;
int c = b * 2;

以下块，

int b = a + 1, a + a;
int c = b * 2;

因此b删除了上一个值％％3 并获取新的值％4，然后进一步mul使用b的新值。

Answer 2

我无法再现您的输出字节码。您有机会忘记提及什么吗？

这个问题使我很好奇，可以自己尝试。

我使用了与问题相同的c文件，然后使用相同的命令来生成LLVM字节码，唯一的区别是我使用了llvm 16。

正如预期的那样，我得到了与您的初始字节相同的：

; Function Attrs: noinline nounwind uwtable
define dso_local i32 @foo(i32 noundef %e, i32 noundef %a) #0 {
entry:
  %add = add nsw i32 %a, 1
  %mul = mul nsw i32 %add, 2
  %shl = shl i32 %e, 1
  %div = sdiv i32 %shl, 4
  %mul1 = mul nsw i32 %mul, %div
  ret i32 %mul1
}

我使用以下函数使用了以下功能。您提供的代码是在第一个指令之后插入添加说明的代码：

#include "llvm/IR/Instructions.h"
...
PreservedAnalyses FuncPass::run(Function &F, FunctionAnalysisManager &AM) {
  for (auto &B : F) {
    Instruction &Inst1st = *B.begin();
    Instruction *NewInst = BinaryOperator::Create(
        Instruction::Add, Inst1st.getOperand(0), Inst1st.getOperand(0));
    NewInst->insertAfter(&Inst1st);
  }
  return PreservedAnalyses::none();
}

然后我通过上述函数通过了字节码，但是我得到的结果与您的 不同：

; Function Attrs: noinline nounwind uwtable
define dso_local i32 @foo(i32 noundef %e, i32 noundef %a) #0 {
entry:
  %add = add nsw i32 %a, 1
  %0 = add i32 %a, %a
  %mul = mul nsw i32 %add, 2
  %shl = shl i32 %e, 1
  %div = sdiv i32 %shl, 4
  %mul1 = mul nsw i32 %mul, %div
  ret i32 %mul1
}

我的结果字节字节类似于您的，新的添加指令在第一个指令后立即但是，尽管您的输出字节码，但此新添加指令的结果并不能替换下一个指令中的变量b的使用。