clang：生成 LLVM IR 时支持位宽属性答案

【问题标题】：clang: support for bitwidth attribute when generating LLVM IRclang：生成 LLVM IR 时支持位宽属性
【发布时间】：2015-02-18 04:47:46
【问题描述】：

在使用 clang 生成 LLVM IR 代码时，我想使用 __attribute__((bitwidth(N))) 来定义自定义大小的整数类型。我在is no plan to support this attribute 找到了一些信息。但是，为 IR 生成（即程序集表示）支持这样的属性将非常有帮助。

我的用例：我想以最小的努力为自定义微架构编写编译器*。该架构仅支持非常特定/不寻常的位宽。微架构的“程序”应该用 C 的有限子集编写。在这种情况下，有希望使用 clang 来生成 LLVM IR 并将其用作进一步处理的基础。如果可以使用 bitwidth 属性将有关数据类型的其他信息传递到下一步，那就太好了，如下例所示：

C-代码：

typedef int __attribute__((bitwidth(22))) int22;
int22 myVar = 0;

LLVM IR 组装：

@myVar = global i22 0, align 3
; note that the align information is not relevant
; in my case, i.e. "align 4" would also be fine

也许有一些技巧可以为 IR“启用”这个属性（恕我直言，实现起来不会太难），或者有人有比我能找到的更新的信息（llvm bugzilla 条目现在相当旧）。

如果没有，也许有一些替代方法可以“附加”有关 C 中定义的数据类型的附加信息。

*) 将自定义微架构添加到 clang（以便可以使用 -target 选项）被重新分级为非常复杂。是吗？

【问题讨论】：

标签： c clang llvm llvm-ir

【解决方案1】：

向 clang 添加一个新目标并不难。看看现有的目标，它包含在 clang 中的位置并“克隆”该方法。但是，目标“通常”定义了一个严格的数据布局，用于控制后端程序集的生成。

bitwidth 属性需要后端来处理任意大小的类型（例如，您展示的具有 22 位的 int）。 AFAIK，LLVM 中的任何后端都不能处理这个问题（如果我错了，可能有人纠正我）。

因此，如果您想要位宽支持，您可以将此属性添加到具有不同目标的 clang 中，并将其限制为仅此目标。

另一种方法：如果您只需要 LLVM IR，并且从这一点开始您自己做事，也许您只需要向生成的 IR 添加一些元数据，即，您为 clang 带来一个自定义属性，告诉将元数据添加到 destinct 类型（例如，您说 i32 应该是 22 位宽）。您可以查看 clang 代码并搜索 align 属性，将其克隆为 bitwidth 属性，然后在代码生成中处理您的属性以将元数据添加到模块中。

【讨论】：

谢谢！您建议的两种方法都需要修改clang源，对吗？我觉得这不是一个选择，因为我需要完整的构建工具链来在 Windows 机器上进行 clang ......这会带来太多的依赖关系。我目前的方法仅基于 C#/.NET（即 Visual Studio）； clang 被称为可执行文件，LLVM IR 使用“Sprache”简单地解析（输入代码有一些限制不是很困难）
是的，您必须在这两种方法中修改 clang。第二个侵入性较小。在 Windows 上构建 clang 并不难。您从 CMake 文件中获得了一个 Visual Studio 项目，并且（如果我没记错的话）clang/LLVM 不需要任何依赖项。