llvm::BasicBlock::isLandingPad 未按预期运行

Question

我对 LLVM 中 BasicBlock 上的 isLandingPad 有点困惑。我有以下代码，我在其中创建一个空的 BasicBlock，然后对其调用 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;
}

输出：

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 (https://llvm.org/doxygen/BasicBlock_8cpp_source.html#l00470) 的 LLVM 源，当 BasicBlock 为空时这应该会出现段错误（因为我们在 nullptr 上调用 isa）。但是，当我运行这个程序时，对 isLandingPad 的调用成功并且 returns false。有趣的是，当我内联 isLandingPad 的函数定义时（如下所示），它按预期崩溃了。

我显然在这里做错了什么，但我看不出 BB->isLandingPad() 调用与内联版本有何不同，以及为什么 isLandingPad 不会崩溃，当它应该根据来源。

Answer 1

如果代码 "should segfault"，这似乎意味着代码在运行时调用 未定义的行为 (UB)。编译器可能会基于 UB 未出现在您的程序中的错误假设进行优化，并且此错误假设会导致您观察到的错误结果 isLP == false。

你永远不应该调用未定义的行为并重构你的代码，永远不要调用带有可以调用 UB 的参数的函数。（例如，在调用 isa<LandingPadInst> 或 isLandingPad 之前检查 getFirstNonPHI 的结果。

具体来说，您不应该假设 UB（例如取消引用 nullptr 或其附近的地址）具有明确定义的效果，例如 "it will segfault"，因为编译器可能会重新组织您的代码（假设 UB永远不会发生）以消除您期望的效果的方式（例如，它将生成不尝试从 nullptr 加载的代码）。

内联和优化级别对生成的代码有很大影响，这就是为什么您在不同情况下会看到不同结果（无效 return 值与段错误）。

关于未定义行为的更多信息：

Undefined, unspecified and implementation-defined behavior
What Every C Programmer Should Know About Undefined Behavior
https://en.cppreference.com/w/cpp/language/ub（请参阅页面底部的链接以获取更多参考）

Answer 2

LLVM 本身（至少在我的系统上）是在禁用断言的情况下编译的，因此不会触发断言。当您在代码中内联它时，您正在编译时启用断言，因此它确实会触发。

请注意，由于 isa<...> 是一个模板，它将被编译到它被实例化为一部分的编译单元中。在这种情况下，至少有两个：一个在 LLVM 中，另一个包含您的程序。严格来说，它们应该是相同的（"one definition rule"），否则你有 UB。在这种情况下的实际结果是，从任一编译单元调用 isa<...>() 可能最终会调用另一个编译单元中实例化的版本。但是，在 isa<...>() 的情况下，调用可能是内联的，即您最终得到一个特定于实例化它的每个编译单元的 isa<...>() 版本。

llvm::BasicBlock::isLandingPad 未按预期运行

llvm::BasicBlock::isLandingPad not behaving as expected

c++

llvm