llvm::BasicBlock::isLandingPad未按预期行事

Question

我对LLVM中的isLandingPad在BasicBlock上有点困惑。我有以下代码，其中我创建了一个空的BasicBlock，然后在它上调用isLandingPad：

#include "llvm/IR/IRBuilder.h"
#include <assert.h>

using namespace llvm;

int main(void)
{
    // Start with a LLVM context.
    LLVMContext TheContext;

    // Make a module.
    Module *TheModule = new Module("mymod", TheContext);

    // Make a function
    std::vector<Type*> NoArgs = {};
    Type *u32 = Type::getInt32Ty(TheContext);
    FunctionType *FT = FunctionType::get(u32, NoArgs, false);
    Function *F = Function::Create(FT, Function::ExternalLinkage, "main", TheModule);

    // Make an empty block
    IRBuilder<> Builder(TheContext);
    BasicBlock *BB = BasicBlock::Create(TheContext, "entry", F);
    Builder.SetInsertPoint(BB);

    auto fnp = BB->getFirstNonPHI();
    assert(fnp == nullptr);

    // I think this should crash.
    auto islp = BB->isLandingPad();
    printf("isLP = %d\n", islp);

    // If we inline the implementation of the above call, we have the following
    // (which *does* crash).
    auto islp2 = isa<LandingPadInst>(BB->getFirstNonPHI());
    printf("isLP2 = %d\n", islp2);

    return 0;
}

其中产出：

isLP = 0
codegen: /usr/lib/llvm-7/include/llvm/Support/Casting.h:106: static bool llvm::isa_impl_cl<llvm::LandingPadInst, const llvm::Instruction *>::doit(const From *) [To = llvm::LandingPadInst, From = const llvm::Instruction *]: Assertion `Val && "isa<> used on a null pointer"' failed.

根据isLandingPad (source.html#l00470)的LLVM源代码，当BasicBlock为空时(因为我们在nullptr上调用isa )，这应该是分段错误。但是，当我运行这个程序时，对isLandingPad的调用成功并返回false。有趣的是，当我内联isLandingPad的函数定义(如下面所示)时，它会像预期的那样崩溃。

我在这里显然做错了什么，但是我不知道BB->isLandingPad()调用在什么方面与内联版本不同，以及为什么isLandingPad不会崩溃，而它应该根据消息来源。

Answer 1

LLVM本身(至少在我的系统上)是用禁用断言的方式编译的，所以断言不会触发。当您在代码中内联它时，您正在使用启用断言进行编译，因此它确实会触发。

注意，由于isa<...>是一个模板，它将被编译到编译单元中，并作为其一部分进行实例化。在本例中，至少有两个:一个在LLVM中，一个包含您的程序。严格地说，他们都应该是相同的(“一个定义规则”)，否则你有UB无论如何。在这种情况下，实际的结果是，从任何一个编译单元调用isa<...>()可能最终都会调用另一个编译单元实例化的版本。但是，在isa<...>()的情况下，调用很可能是内联的，也就是说，您将得到一个特定于实例化它的每个编译单元的isa<...>()版本。

Answer 2

如果代码“应该分段错误”，这似乎意味着代码正在运行时调用未定义的行为(UB)。编译器可能是基于程序中没有出现UB的错误假设进行优化的，这种错误假设导致您观察到的错误结果isLP == false。

您不应该调用未定义的行为并重构代码，使其永远不使用可以调用UB的参数调用函数。(例如，在调用getFirstNonPHI或isLandingPad之前检查isa<LandingPadInst>的结果。

具体来说，您不应该假设UB (例如取消引用nullptr或它附近的地址)具有定义良好的效果，例如“它将分段错误”，因为编译器可能会重组您的代码(假设UB永远不会发生)，从而消除您期望的效果(例如，它将生成不试图从nullptr加载的代码)。

内联和优化级别对生成的代码有很大影响，这就是在不同情况下看到不同结果(无效的返回值与分段错误)的原因。

关于未定义行为的更多信息：

• 未定义、未指定和实现定义的行为
• 每个C程序员都应该知道什么是未定义的行为
• https://en.cppreference.com/w/cpp/language/ub (请参阅页面底部的链接以获得进一步的参考)