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认识Pass层级结构
 

Pass范围从上到下一共分为5个层级：

模块层级：单个.ll或.bc文件

调用图层级：函数调用的关系。

函数层级：单个函数。

基本块层级：单个代码块。例如C语言中{}括起来的最小代码。

指令层级：单个IR指令。

注意：下面代码最好不要用中文，使用起来非常麻烦，控制台，编译，目标文件的编码不同会造成乱码。

项目目录如下

/MyProject

├── CMakeLists.txt # CMake 配置文件

├── build/ #构建目录

│ └── test.c #测试编译代码

└── mypass1.cpp # pass 项目代码

一，测试代码示例

test.c

#include

void secret_function() {

printf(“I am secret ”);

}

int main() {

secret_function();

return 0;

}

二，Pass编写

项目描述：通过解析下面代码的IR，将下面代码中的函数名打印出来。

mypass1.cpp

#include “llvm/IR/PassManager.h”

#include “llvm/Passes/PassBuilder.h”

#include “llvm/Passes/PassPlugin.h”

#include “llvm/Support/raw_ostream.h”

using namespace llvm;

// 这个结构体基本是固定模板

namespace

};

}

//下面基本上是固定的模板，每个pass没什么变化，可以直接复制粘贴，或者背熟。

//直接使用需要修改的是下面的 <模块名称，版本号，调用参数，和调用的pass结构体>

extern “C” LLVM_ATTRIBUTE_WEAK::llvm::PassPluginLibraryInfo

llvmGetPassPluginInfo()

return false;

}

);

}

};

}

三，Pass的构建

构建LLVM Pass需要写CMakeLists.txt构建声明

1. 配置CMake配置文件

CMakeLists.txt

下面的cmake配置可以直接拿去用，我已经标注好需要修改的位置

#cmake 版本，可通过 cmake –version 判断

cmake_minimum_required(VERSION 4.1.1) #—->修改 cmake版本号

#项目名字

project(mypass1) #—->修改 项目名称

#导入项目的 LLVM cmake 配置文件路径(如果根据我之前文章安装这里就相同)

set(LLVM_DIR “D:/LLVM/llvm-project/build/lib/cmake/llvm”)#—->修改 llvm cmake配置路径

#寻找 LLVM 的包文件

#REQUIRED 找不到 LLVM 则停止构建

#强制使用 LLVM 安装时生成的配置文件进行定位

find_package(LLVM REQUIRED CONFIG)

#将 LLVM 的 CMake 模块路径添加到当前 CMake 搜索路径中，以便后续使用 include(AddLLVM)。

list(APPEND CMAKE_MODULE_PATH “\({LLVM_CMAKE_DIR}")

#引入 LLVM 提供的专用 CMake 宏

include(AddLLVM)

#将 LLVM 的头文件目录（如 llvm/IR/Function.h）加入编译器的搜索路径

include_directories(\){LLVM_INCLUDE_DIRS})

#导入 LLVM 编译时使用的宏定义

add_definitions(${LLVM_DEFINITIONS})

#设置 C++ 标准为 C++17。(这里如果不用17编译会报错)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

#强制要求必须支持 C++17，如果编译器不支持则失败。

set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)

#创建一个模块化的库(.dll)

add_library(mypass1 MODULE mypass1.cpp) #—->修改 项目名称，文件名

#windows不用会报错：导出符号

#LLVM Pass 需要暴露一些特定的入口点（如 getAnalysisUsage）给 opt 工具调用。

set_target_properties(mypass1 PROPERTIES WINDOWS_EXPORT_ALL_SYMBOLS ON) #—->修改 项目名称

# 指定该 Pass 需要链接的 LLVM 核心组件。

# LLVMCore: 提供 IR、Function、Module 等核心类。

# LLVMSupport: 提供各种辅助工具类（如 errs() 输出）。

target_link_libraries(mypass1 LLVMCore LLVMSupport) #—->修改 项目名称，文件名

# 为该目标设置特定的编译器选项。

# /utf-8: 告诉 MSVC 编译器使用 UTF-8 编码处理源代码，防止中文注释引起的乱码或编译错误。

target_compile_options(mypass1 PRIVATE /utf-8)#—->修改 项目名称，文件名

2.编译并构建Pass

打开visual studio的工作台，我这里是x64 Native Tools Command Prompt for VS 2022`

进到build目录

#构建项目

#其中-DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo不选会报错，由于我之前编译的是带符号的relase版本

cmake -G ”Ninja“ -DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo ..

#编译

ninja

最后出现下面提示，即为编译成功

[²⁄₂] Linking CXX shared module mypass1.dll

四，使用你第一个Pass

进到build目录

#把.c文件编译为.ll

#-O1 使用O1优化（这里我尝试-O0不优化，会导致我的pass无法应用）

#-Xclang -disable-llvm-passes 不使用默认的pass优化

clang -S -emit-llvm -O1 -Xclang -disable-llvm-passes test.c -S -o test.ll

#使用pass

opt -load-pass-plugin=mypass1.dll -passes=mypass1 test.ll -S -o test_opt.ll

输出结果

Found Function: sprintf

Found Function: vsprintf

Found Function: _snprintf

Found Function: _vsnprintf

Found Function: secret_function

Found Function: printf

Found Function: main

Found Function: _vsprintf_l

Found Function: _vsnprintf_l

Found Function: __local_stdio_printf_options

Found Function: _vfprintf_l痘诓逊煽