福州仓前网站建设,国外做兼职的网站,培训机构线上引流推广方法,qq登录网页版登录入口LLVM 的中间代码#xff08;IR#xff09; 基本语法
以下是 LLVM IR 的基本语法和每个语法的实例代码#xff1a;
1.数据类型
LLVM IR 支持多种数据类型#xff0c;包括整型、浮点型、指针型和向量型等。以下是 LLVM IR 中定义不同类型的语法和示例代码#xff1a;
整…LLVM 的中间代码IR 基本语法
以下是 LLVM IR 的基本语法和每个语法的实例代码
1.数据类型
LLVM IR 支持多种数据类型包括整型、浮点型、指针型和向量型等。以下是 LLVM IR 中定义不同类型的语法和示例代码
整型i1、i8、i16、i32、i64 等表示不同位数的整数。
; 定义一个 32 位整型变量
%var alloca i32浮点型float、double 等表示不同位数的浮点数。
; 定义一个 64 位浮点型变量
%var alloca double指针型用于表示内存地址例如 void*、int* 等。
; 定义一个指向整型的指针变量
%ptr alloca i32*向量型用于表示一组相同类型的值例如 4 x i32 表示包含 4 个 32 位整数的向量。
; 定义一个包含 4 个 32 位整数的向量变量
%vec alloca 4 x i322.常量
LLVM IR 支持多种常量包括整型常量、浮点型常量、指针常量和向量常量等。以下是 LLVM IR 中定义不同类型常量的语法和示例代码
整型常量用于表示整数值。
; 定义一个整型常量
%i32 i32 42浮点型常量用于表示浮点数值。
; 定义一个浮点型常量
%f64 double 3.14指针常量用于表示内存地址。
; 定义一个指向 i32 类型的指针常量
%i32ptr i32* inttoptr (i64 0 to i32*)向量常量用于表示一组相同类型的值。
; 定义一个包含 4 个 32 位整数的向量常量
%vec 4 x i32 i32 1, i32 2, i32 3, i32 43.函数
LLVM IR 中的函数包含函数名称、函数参数、函数返回类型和函数体等。函数体由多个基本块组成。以下是 LLVM IR 中定义函数的语法和示例代码
; 定义一个名为 foo 的函数参数为 i32 类型返回值类型为 i32
define i32 foo(i32 %arg) {
entry:; 函数体由基本块组成entry 是函数入口基本块%tmp add i32 %arg, 1ret i32 %tmp
}4.指令
LLVM IR 中的指令用于执行具体的操作例如算术运算、逻辑运算、比较、分支等。以下是 LLVM IR 中定义不同类型指令的语法和示例代码
算术运算指令用于执行加、减、乘、除等算术运算。
; 定义一个加法指令将 i32 类型的变量 %a 和 %b 相加
%sum add i32 %a, %b逻辑运算指令用于执行与、或、非等逻辑运算。
; 定义一个逻辑与指令将 i1 类型的变量 %a 和 %b 做逻辑与操作
%result and i1 %a, %b比较指令用于执行比较操作例如等于、不等于、大于等。
; 定义一个比较指令比较 i32 类型的变量 %a 和 %b 是否相等
%eq icmp eq i32 %a, %b分支指令用于实现条件分支。
; 定义一个分支指令如果 %condition 为真则跳转到 label1否则跳转到 label2
br i1 %condition, label %label1, label %label2加载/存储指令用于实现内存读写操作。
; 定义一个存储指令将 i32 类型的变量 %value 存储到指针变量 %ptr 指向的内存地址中
store i32 %value, i32* %ptr; 定义一个加载指令将指针变量 %ptr 指向的内存地址中的值读取出来并存储到 i32 类型的变量 %value 中
%value load i32, i32* %ptr5. 全局变量
LLVM IR 中的全局变量是在函数外定义的变量可以在整个程序中访问。以下是 LLVM IR 中定义全局变量的语法和示例代码
; 定义一个名为 global_var 的全局变量类型为 i32初始值为 0
global_var global i32 0; 访问全局变量
%value load i32, i32* global_var6.注释
LLVM IR 中的注释以分号;开头可以在代码中添加注释来解释代码的含义。以下是 LLVM IR 中添加注释的示例代码
; 这是一条注释用于解释下面的代码含义
%sum add i32 %a, %b ; 这也是一条注释7.函数定义和调用
在 LLVM IR 中定义函数和调用函数都非常简单。以下是定义函数和调用函数的语法和示例代码
; 定义一个名为 add 的函数返回类型为 i32参数为 i32 类型的变量 %a 和 %b
define i32 add(i32 %a, i32 %b) {; 函数体%sum add i32 %a, %bret i32 %sum
}; 调用函数 add将参数 %x 和 %y 传递给函数并将返回值存储到变量 %result 中
%x 10
%y 20
%result call i32 add(i32 %x, i32 %y)8.强制类型转换
在 LLVM IR 中可以使用强制类型转换来将一个类型转换为另一个类型。以下是强制类型转换的语法和示例代码
; 定义一个 i32 类型的变量 %a
%a i32 10; 将变量 %a 转换为 i64 类型并存储到变量 %b 中
%b sext i32 %a to i649.组合类型
在 LLVM IR 中可以使用组合类型来表示复杂的数据结构。以下是 LLVM IR 中定义组合类型的语法和示例代码
; 定义一个结构体类型包含两个字段i32 类型的变量 %a 和 i64 类型的变量 %b
%my_struct type { i32, i64 }; 定义一个名为 my_var 的全局变量类型为结构体类型 %my_struct初始值为 { 10, 20 }
my_var global %my_struct { i32 10, i64 20 }10.获取地址
在 LLVM IR 中可以使用 操作符获取变量的地址。以下是获取变量地址的语法和示例代码
; 定义一个名为 my_var 的全局变量类型为 i32初始值为 10
my_var global i32 10; 获取变量 my_var 的地址并存储到变量 %ptr 中
%ptr getelementptr i32, i32* my_var, i32 0, i32 011.定义别名
在 LLVM IR 中可以使用别名来引用其他变量或函数。以下是定义别名的语法和示例代码
; 定义一个名为 my_var 的全局变量类型为 i32初始值为 10
my_var global i32 10; 定义一个名为 my_alias 的别名引用全局变量 my_var
my_alias alias i32* my_var12.分支和循环
在 LLVM IR 中可以使用分支和循环指令来实现控制流。以下是分支和循环指令的语法和示例代码
; 定义一个名为 my_func 的函数返回类型为 void没有参数
define void my_func() {; 定义一个标签 entryentry:; 定义一个 i32 类型的变量 %i初始值为 0%i alloca i32store i32 0, i32* %i; 定义一个标签 looploop:; 加载变量 %i 的值并将其加 1%i_val load i32, i32* %i%next_i add i32 %i_val, 1; 将计算后的值存储到变量 %i 中store i32 %next_i, i32* %i; 如果 %i 的值小于 10则跳转到标签 loop%cond icmp slt i32 %next_i, 10br i1 %cond, label %loop, label %exit; 定义一个标签 exitexit:ret void
}13.内存操作
在 LLVM IR 中可以使用 load 和 store 指令来进行内存读写操作。以下是 load 和 store 指令的语法和示例代码
; 定义一个 i32 类型的全局变量 %my_var初始值为 10
my_var global i32 10; 将全局变量 %my_var 的值加载到变量 %val 中
%val load i32, i32* my_var; 将变量 %new_val 的值存储到全局变量 %my_var 中
%new_val add i32 %val, 5
store i32 %new_val, i32* my_var14.数组和指针
在 LLVM IR 中可以使用数组和指针来处理数据。以下是数组和指针的语法和示例代码
; 定义一个名为 my_func 的函数返回类型为 i32有一个指向 i32 类型的数组的指针参数 %arr
define i32 my_func(i32* %arr) {; 获取数组第 0 个元素的地址并将其存储到变量 %arr_ptr 中%arr_ptr getelementptr i32, i32* %arr, i32 0; 将数组第 0 个元素的值加载到变量 %val 中%val load i32, i32* %arr_ptr; 返回变量 %val 的值ret i32 %val
}; 定义一个名为 my_arr 的全局数组包含三个 i32 类型的元素
my_arr global [3 x i32] [i32 10, i32 20, i32 30]; 调用函数 my_func将数组 my_arr 的首地址传递给函数并将返回值存储到变量
%result call i32 my_func(i32* getelementptr inbounds ([3 x i32], [3 x i32]* my_arr, i32 0, i32 0)); 输出变量 %result 的值
; 注意此处的 i32 表示要输出的值为 32 位整数
; 如果要输出其他类型的值需要相应地修改 i32 为其他类型
; 例如float 表示单精度浮点数double 表示双精度浮点数等等
; 如果要输出字符串则需要使用 string 类型
; 例如%fmt_str constant [14 x i8] cresult: %d\n\00
; call i32 (i8*, ...) printf(i8* %fmt_str, i32 %result)
; 其中... 表示可变参数i8* 表示字符串的地址%fmt_str 表示字符串变量的名称
%fmt_str constant [9 x i8] c%d\n\00
call i32 (i8*, ...) printf(i8* %fmt_str, i32 %result)15.结构体
在 LLVM IR 中可以使用结构体来组织数据。以下是结构体的语法和示例代码
; 定义一个名为 Person 的结构体包含两个字段name 和 age
%Person type { i8*, i32 }; 定义一个名为 my_func 的函数返回类型为 i32有一个指向 Person 结构体的指针参数 %person_ptr
define i32 my_func(%Person* %person_ptr) {; 获取结构体第 1 个字段 age 的地址并将其存储到变量 %age_ptr 中%age_ptr getelementptr %Person, %Person* %person_ptr, i32 0, i32 1; 将结构体第 1 个字段 age 的值加载到变量 %age 中%age load i32, i32* %age_ptr; 返回变量 %age 的值ret i32 %age
}; 定义一个名为 my_person 的全局结构体变量包含两个字段name 和 age
my_person global %Person { i8* getelementptr inbounds ([6 x i8], [6 x i8]* name_str, i32 0, i32 0), i32 20 }; 调用函数 my_func将结构体 my_person 的首地址传递给函数并将返回值存储到变量 %result 中
%result call i32 my_func(%Person* my_person); 输出变量 %result 的值
%fmt_str constant [9 x i8] c%d\n\00
call i32 (i8*, ...) printf(i8* %fmt_str, i32 %result); 定义一个名为 name_str 的全局字符串用于初始化结构体 my_person 中的 name 字段
name_str private unnamed_addr constant [6 x i8] cJohn16.全局变量
在 LLVM IR 中可以使用全局变量来在函数之间共享数据。以下是全局变量的语法和示例代码
; 定义一个名为 my_global_var 的全局变量类型为 i32初始值为 10
my_global_var global i32 10; 定义一个名为 my_func 的函数返回类型为 i32无参数
define i32 my_func() {; 加载全局变量 my_global_var 的值到变量 %var 中%var load i32, i32* my_global_var; 将变量 %var 的值乘以 2%var_times_2 mul i32 %var, 2; 将变量 %var_times_2 的值存储到全局变量 my_global_var 中store i32 %var_times_2, i32* my_global_var; 返回变量 %var_times_2 的值ret i32 %var_times_2
}; 调用函数 my_func将返回值存储到变量 %result 中
%result call i32 my_func(); 输出变量 %result 的值
%fmt_str constant [9 x i8] c%d\n\00
call i32 (i8*, ...) printf(i8* %fmt_str, i32 %result)17.运算符
在 LLVM IR 中支持各种算术运算符、位运算符、比较运算符和逻辑运算符。以下是运算符的语法和示例代码
; 算术运算符
%a add i32 1, 2 ; %a 1 2 3
%b sub i32 5, 3 ; %b 5 - 3 2
%c mul i32 2, 3 ; %c 2 * 3 6
%d sdiv i32 10, 3 ; %d 10 / 3 3整数除法
%e fadd double 1.0, 2.0 ; %e 1.0 2.0 3.0双精度浮点数加法
%f fsub float 5.0, 3.0 ; %f 5.0 - 3.0 2.0单精度浮点数减法
%g fmul double 2.0, 3.0 ; %g 2.0 * 3.0 6.0双精度浮点数乘法
%h fdiv float 10.0, 3.0 ; %h 10.0 / 3.0 ≈ 3.3333单精度浮点数除法; 位运算符
%i shl i32 1, 2 ; %i 1 2 4左移 2 位
%j shr i32 8, 2 ; %j 8 2 2右移
; 比较运算符
%k icmp eq i32 1, 2 ; %k 1 2相等性比较结果为 i1 类型
%l icmp slt i32 3, 4 ; %l 3 4有符号整数小于比较结果为 i1 类型
%m fcmp olt float 1.0, 2.0 ; %m 1.0 2.0有序单精度浮点数小于比较结果为 i1 类型; 逻辑运算符
%n and i1 1, 0 ; %n 1 0 0逻辑与结果为 i1 类型
%o or i1 1, 0 ; %o 1 | 0 1逻辑或结果为 i1 类型
%p xor i1 1, 0 ; %p 1 ^ 0 1逻辑异或结果为 i1 类型
%q icmp eq i1 %n, %o ; %q %n %o相等性比较结果为 i1 类型18.控制流
在 LLVM IR 中支持各种控制流语句如条件语句、循环语句和跳转语句。以下是控制流语句的语法和示例代码
; 条件语句
define i32 max(i32 %a, i32 %b) {%max phi i32 [ %a, %entry ], [ %b, %if_true ]%cmp icmp sgt i32 %a, %bbr i1 %cmp, label %if_true, label %if_falseif_true:br label %mergeif_false:br label %mergemerge:%result phi i32 [ %a, %if_false ], [ %b, %if_true ]ret i32 %result
}; 循环语句
define i32 sum(i32 %n) {%sum alloca i32store i32 0, i32* %sumbr label %looploop:%i phi i32 [ 0, %entry ], [ %next_i, %loop_body ]%acc phi i32 [ 0, %entry ], [ %next_acc, %loop_body ]%cmp icmp slt i32 %i, %nbr i1 %cmp, label %loop_body, label %exitloop_body:%next_i add i32 %i, 1%next_acc add i32 %acc, %ibr label %loopexit:%result load i32, i32* %sumret i32 %result
}; 跳转语句
define void foo() {br label %looploop:%i phi i32 [ 0, %entry ], [ %next_i, %loop_body ]%cmp icmp eq i32 %i, 10br i1 %cmp, label %exit, label %loop_body19.全局变量和常量
在 LLVM IR 中可以定义全局变量和常量以下是全局变量和常量的语法和示例代码
; 定义全局变量
global_var global i32 0; 定义全局常量
global_const constant [12 x i32] [i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7, i32 8, i32 9, i32 10, i32 11, i32 12]define i32 access_global_var() {%ptr getelementptr i32, i32* global_var, i32 0%val load i32, i32* %ptrret i32 %val
}define i32* access_global_const() {%ptr getelementptr [12 x i32], [12 x i32]* global_const, i32 0, i32 0ret i32* %ptr
}20.函数
在 LLVM IR 中可以定义函数并为函数指定参数和返回值类型以下是函数的语法和示例代码
; 定义函数
define i32 add(i32 %a, i32 %b) {%result add i32 %a, %bret i32 %result
}; 调用函数
define i32 foo() {%a add i32 1, 2%b add i32 %a, 3%c call i32 add(i32 %a, i32 %b)ret i32 %c
}21.异常处理
在 LLVM IR 中也支持异常处理以下是异常处理的语法和示例代码
; 异常处理
define void test() personality i32 (...)* __gxx_personality_v0 {
entry:invoke void foo() to label %exit unwind label %catchcatch:%exn landingpad { i8*, i32 }catch i8* bitcast (i8** typeinfo to i8*)%ptr extractvalue { i8*, i32 } %exn, 0%msg call i8* __cxa_demangle(i8* %ptr, i8* null, i32* null, i32* null)call void puts(i8* %msg)call void free(i8* %msg)resume { i8*, i32 } %exnexit:ret void
}declare i8* __cxa_demangle(i8*, i8*, i32*, i32*)
declare void puts(i8*)
declare void free(i8*)
declare i8** typeinfo以上是 LLVM IR 的基本语法和示例代码当然还有更多高级的语法和技巧可以使用。
