为什么我的 LLVM JIT 实现出现段错误?

Question

我正在尝试使用 LLVM 实现一个简单的 JIT 编译器，按照教程 (http://releases.llvm.org/4.0.1/docs/tutorial/BuildingAJIT1.html( 进行操作，但我遇到了段错误。 我已经以最小(尽管仍然有点长(示例的形式重写了我的代码。 该示例循环遍历整数 0 到 9，对于每个整数，尝试编译打印该整数的函数，将其添加到模块，执行该函数，然后从 JIT 中删除该模块。 这是为了模拟一个交互式会话，其中用户输入命令，如print 0、print 1等。

#include <array>
#include <cstdint>
#include <iostream>
#include <llvm/ExecutionEngine/ExecutionEngine.h>
#include <llvm/ExecutionEngine/JITSymbol.h>
#include <llvm/ExecutionEngine/Orc/CompileUtils.h>
#include <llvm/ExecutionEngine/Orc/IRCompileLayer.h>
#include <llvm/ExecutionEngine/Orc/LambdaResolver.h>
#include <llvm/ExecutionEngine/Orc/ObjectLinkingLayer.h>
#include <llvm/ExecutionEngine/SectionMemoryManager.h>
#include <llvm/ExecutionEngine/RuntimeDyld.h>
#include <llvm/IR/BasicBlock.h>
#include <llvm/IR/Constants.h>
#include <llvm/IR/DerivedTypes.h>
#include <llvm/IR/Function.h>
#include <llvm/IR/GlobalValue.h>
#include <llvm/IR/GlobalVariable.h>
#include <llvm/IR/IRBuilder.h>
#include <llvm/IR/LLVMContext.h>
#include <llvm/IR/LegacyPassManager.h>
#include <llvm/IR/Mangler.h>
#include <llvm/IR/Module.h>
#include <llvm/IR/Type.h>
#include <llvm/IR/Value.h>
#include <llvm/IR/Verifier.h>
#include <llvm/Support/DynamicLibrary.h>
#include <llvm/Support/TargetSelect.h>
#include <llvm/Support/raw_ostream.h>
#include <llvm/Target/TargetMachine.h>
#include <llvm/Transforms/Scalar.h>
#include <llvm/Transforms/Scalar/GVN.h>
#include <memory>
#include <stdexcept>
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>
int main() {
llvm::InitializeNativeTarget();
llvm::InitializeNativeTargetAsmPrinter();
llvm::InitializeNativeTargetAsmParser();
auto machine = llvm::EngineBuilder().selectTarget();
llvm::orc::ObjectLinkingLayer<> linking_layer;
llvm::orc::IRCompileLayer<llvm::orc::ObjectLinkingLayer<>> compile_layer(
linking_layer, llvm::orc::SimpleCompiler(*machine)
);
llvm::LLVMContext context;
llvm::IRBuilder<> builder(context);
auto layout = machine->createDataLayout();
auto module  = std::make_unique<llvm::Module>("module", context);
auto manager = std::make_unique<llvm::legacy::FunctionPassManager>(
module.get()
);
for (
auto p : {
llvm::createInstructionCombiningPass(),
llvm::createReassociatePass(), llvm::createGVNPass(),
llvm::createCFGSimplificationPass()
}
) manager->add(p);
module->setDataLayout(layout);
llvm::sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently(nullptr);
auto index = llvm::ConstantInt::get(context, llvm::APInt(8, 0));
std::vector<llvm::Constant*> indices = {index, index};
std::string func_name = "func";
for (auto i = 0; i < 10; ++i) {
auto format_str = new llvm::GlobalVariable(
*module, llvm::ArrayType::get(llvm::Type::getInt8Ty(context), 4),
true, llvm::GlobalValue::PrivateLinkage,
llvm::ConstantDataArray::getString(context, "%in"), "format_str"
);
format_str->setAlignment(1);
auto function = llvm::Function::Create(
llvm::FunctionType::get(
llvm::Type::getVoidTy(context), std::vector<llvm::Type*>{},
false
), llvm::Function::ExternalLinkage, func_name, module.get()
);
builder.SetInsertPoint(
llvm::BasicBlock::Create(context, "entry", function)
);
builder.CreateCall(
module->getOrInsertFunction(
"printf", llvm::FunctionType::get(
llvm::IntegerType::getInt32Ty(context),
llvm::PointerType::get(llvm::Type::getInt8Ty(context), 0),
true
)
), std::vector<llvm::Value*>{
llvm::ConstantExpr::getGetElementPtr(
nullptr, format_str, indices
), llvm::ConstantInt::get(context, llvm::APInt(32, i))
}, "call"
);
builder.CreateRetVoid();
std::string message;
llvm::raw_string_ostream message_stream(message);
if (llvm::verifyFunction(*function, &message_stream))
throw std::runtime_error(message_stream.str());
auto handle = compile_layer.addModuleSet(
std::array<std::unique_ptr<llvm::Module>, 1>{std::move(module)},
std::make_unique<llvm::SectionMemoryManager>(),
llvm::orc::createLambdaResolver(
[&](const std::string& name) {
auto symbol = compile_layer.findSymbol(name, false);
return symbol ? symbol : llvm::JITSymbol(nullptr);
}, [](const std::string& name) {
auto address = llvm::RTDyldMemoryManager::
getSymbolAddressInProcess(name);
return address ? llvm::JITSymbol(
address, llvm::JITSymbolFlags::Exported
) : llvm::JITSymbol(nullptr);
}
)
);
std::string mangled_name;
llvm::raw_string_ostream mangled_name_stream(mangled_name);
llvm::Mangler::getNameWithPrefix(
mangled_name_stream, func_name, layout
);
(
reinterpret_cast <void(*)()> (
static_cast <intptr_t> (
compile_layer.findSymbol(
mangled_name_stream.str(), true
).getAddress()
)
)
)();
compile_layer.removeModuleSet(handle);
}
}

预期输出如下所示。

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

相反，我明白了。

0
Segmentation fault (core dumped)

根据 GDB 的说法，段错误发生在调用llvm::GlobalVariable::GlobalVariable期间。 这是回溯。

#0  0x00007ffcdb8b6541 in llvm::GlobalVariable::GlobalVariable(llvm::Module&, llvm::Type*, bool, llvm::GlobalValue::LinkageTypes, llvm::Constant*, llvm::Twine const&, llvm::GlobalVariable*, llvm::GlobalValue::ThreadLocalMode, unsigned int, bool) () from /usr/lib/libLLVM-4.0.so
#1  0x000000010000698a in main () at main.cc:83

我正在使用 LLVM 版本 4.0.1 和 GCC 版本 7.1.1 并使用以下命令进行编译。

g++ -std=c++17 main.cc -o main -O0 -Wall -Wextra -Wno-unused-function 
-Wno-unused-value -Wno-unused-parameter -Werror -ggdb             
`llvm-config --system-libs --libs core`

我希望一些LLVM老手能找到我的错误。 谢谢，伙计们！

Answer 1

module

在for循环之前初始化：

auto module  = std::make_unique<llvm::Module>("module", context);

然后在for循环中：

for(...)
{
auto format_str = new llvm::GlobalVariable(*module, ...);
^~~~~~~
...
std::array<std::unique_ptr<llvm::Module>, 1>{std::move(module)},
^~~~~~~~~~~~~~~~~
}

在第一次迭代中，您访问module(ok( 拥有的对象，然后离开它。这会将托管对象的所有权从module转移出去。

在第二次迭代中，您可以访问由module-> 崩溃管理的对象(因为它不再具有托管对象(