如何将llvm::out()重定向到文件

Question

我正在使用一些LLVM工具（如llvm-nm）作为静态库。也就是说，我复制了源llvm-nm.cpp，将main(..)重命名为llvm_nm(..)，并将其编译为静态库。我想将标准输出转发到我的文件中。

我试着使用下一种方法：

  int    out_fd, err_fd;
  fpos_t out_pos, err_pos;
  // redirect out
  fflush(stdout);
  fgetpos(stdout, &out_pos);
  out_fd = dup(fileno(stdout));
  freopen(outFilename, "w", stdout);
  // execute
  int ret = llvm_nm(argc_, argv_);
  // restore output
  fflush(stdout);
  dup2(out_fd, fileno(stdout));
  close(out_fd);
  clearerr(stdout);
  fsetpos(stdout, &out_pos); 

问题是它没有被转发（如果我在nm源代码中添加printf()，但不用于nm输出，它就可以工作）。我查看了源代码，可以看到输出是使用llvm::outs()流完成的：

outs() << "Archive map" << "n";

它以下一种方式实现：

/// outs() - This returns a reference to a raw_ostream for standard output.
00702 /// Use it like: outs() << "foo" << "bar";
00703 raw_ostream &llvm::outs() {
00704   // Set buffer settings to model stdout behavior.
00705   // Delete the file descriptor when the program exits, forcing error
00706   // detection. If you don't want this behavior, don't use outs().
00707   static raw_fd_ostream S(STDOUT_FILENO, true);
00708   return S;
00709 }

如何将输出重定向到我的文件？

Answer 1

我意识到这是一个老问题，然而，我在查找llvm的outs（）流的一些简单信息时发现了这个问题。

llvm"BrainF"附带的一个例子是这样使用的：

  ...
  raw_ostream *out = &outs();
  if (!JIT) {
    if (OutputFilename == "") {
      std::string base = InputFilename;
      if (InputFilename == "-") { base = "a"; }
      // Use default filename.
      OutputFilename = base+".bc";
    }
    if (OutputFilename != "-") {
      std::error_code EC;
      out = new raw_fd_ostream(OutputFilename, EC, sys::fs::F_None);
    }
  }
  ...
  if (out != &outs())
    delete out;
  ...

因此，这似乎表明你可以安全地重定向。

注意：在本例中，OutputFilename/InputFilename是使用llvm的Support Library命令行创建的std:：字符串类型

Answer 2

似乎没有一个简单的方法：在llvm::raw_fd_ostream和llvm::raw_ostream中都没有复制/赋值构造函数。freopen技巧也不起作用，因为文件描述符整数用于初始化llvm::outs()返回的对象。

我看到的唯一方法是使用LD_PRELOAD来动态更改llvm::outs()的实现，或者类似的链接器技巧，但这对我来说听起来很难。也许可以将原始符号标记为弱符号，然后在库中覆盖它？

Answer 3

如果你愿意容忍一些未定义的行为，你可以这样做：

#include <llvm/Support/raw_ostream.h>
static void hijack_log_line(const std::string &line) {
  // Do whatever logging you want here
  logInfo("[llvm] {}", line);
}
class hijack_raw_fd_ostream : public llvm::raw_fd_ostream {
public:
  explicit hijack_raw_fd_ostream()
    : llvm::raw_fd_ostream(-1, false, false) {
  }
protected:
  void write_impl(const char *Ptr, size_t Size) override {
    static std::string CurrentLine;
    std::string_view sv(Ptr, Ptr + Size);
    for (char ch : sv) {
      if (ch == 'n') {
        hijack_log_line(CurrentLine);
        CurrentLine.clear();
      } else {
        CurrentLine += ch;
      }
    }
  }
  uint64_t current_pos() const override {
    llvm::report_fatal_error("current_pos not implemented!");
  }
  size_t preferred_buffer_size() const override {
    return 0;
  }
} hijack_stream;
static_assert(sizeof(hijack_raw_fd_ostream) == sizeof(llvm::raw_fd_ostream));
int main(int argc, char **argv) {
  // Disable buffering in the LLVM streams
  llvm::outs().SetUnbuffered();
  llvm::errs().SetUnbuffered();
  // NOTE: This is technically undefined behaviour, but it works in practice
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wdynamic-class-memaccess"
  std::memcpy(&llvm::outs(), &hijack_stream, sizeof(llvm::outs()));
  std::memcpy(&llvm::errs(), &hijack_stream, sizeof(llvm::errs()));
#pragma clang diagnostic pop
  llvm::outs() << "Hello ";
  llvm::outs() << "from LLVM!n";
  return 0;
}

这是通过劫持vtable指针来挂接write_impl、current_pos和preferred_buffer_size函数来实现的。这些行被累加并传递给hijack_log_line函数。

llvm::outs()在内部使用static raw_fd_ostream S;取决于实现细节。我们从这个类继承以确保内存布局是兼容的，但如果这个实现发生变化，它可能会中断。