使用 LLVM 链接到动态库中的外部函数答案

【问题标题】：Linking to external functions in dynamic libraries with LLVM使用 LLVM 链接到动态库中的外部函数
【发布时间】：2021-01-15 14:34:53
【问题描述】：

在我的项目中，我发出 LLVM IR，它调用动态库中的外部函数。

我声明我的外部函数，例如：

declare %"my_type"* @"my_function"()

在外部库中，函数声明如下：

extern "C" {
    my_type* my_function();
}

当我编译并运行 IR 时，进程立即崩溃。如果我声明并调用我知道不存在的无意义函数，则会发生相同的行为，因此我假设正在发生的事情是没有找到/链接外部函数。（我不认为函数本身会崩溃）。

我正在使用 Python 的 llvmlite 库来执行此任务，并且在我 JIT 并调用我的 LLVM IR 的同一进程中，我导入了另一个需要外部动态库的 python 库；所以我假设该库已加载并在内存中。

我用来编译和执行 LLVM 代码的过程与this document 中的过程基本相同，只是 IR 声明并调用了一个外部函数。我试过调用cos()，就像the Kaleidoscope tutorial一样，这成功了，所以我不确定我自己的库函数有什么不同。

我尝试在函数名称的开头添加下划线，但得到了相同的结果。（是否需要在 LLVM 函数声明中添加下划线？）

如何验证我的假设，即由于找不到命名函数而导致进程崩溃？
如何诊断未找到该函数的原因？
为了在 LLVM 代码中使用动态库中的外部函数，我需要做什么？

编辑：似乎确实很难将函数指针指向我的外部函数。如果我尝试通过用%"foo" = ptrtoint %"my_type"* ()* @"my_function" to i64 替换我的调用来仅打印函数地址并返回/打印结果，它仍然会出现段错误。仅仅试图获取指针就足以导致崩溃！为什么会这样，我该如何解决？

编辑：另外忘了提——这是在 Ubuntu 上（在 Docker 容器中，在 OSX 上）。

【问题讨论】：

标签： llvm dynamic-linking extern ffi llvmlite

【解决方案1】：

我想通了——我错过了我需要调用llvmlite.binding.load_library_permanently(filename) 才能使外部符号可用。即使库已经在内存中，仍然需要调用该函数。（这对应于 LLVM 原生函数 llvm::sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently()）。

从this answer 看来，使用nullptr 调用上述函数将导入进程可用的所有符号。

奇怪的是，在 OSX 上，我发现即使 load_library_permanently() 没有被显式调用，外部符号仍然可用——我不确定这是为什么（也许llvmlite 的 OSX 构建本身恰好调用了该函数与nullptr，如上？）。

【讨论】：