提问者:小点点

通过修改LLVM后端Clobber X86寄存器


我试图改变一点X86目标的LLVM后端,以产生一些期望的行为。

更具体地说,我想模拟一个像gcc的fcall-used-reg选项这样的标志,它指示编译器将被调用者保存的寄存器转换为损坏的寄存器(这意味着它可能会在函数调用期间被更改)。

让我们关注r14。我手动重击寄存器,就像这个答案一样:

#include <inttypes.h>

uint64_t inc(uint64_t i) {
    __asm__ __volatile__(
        ""
        : "+m" (i)
        :
        : "r14"
    );
    return i + 1;
}

int main(int argc, char **argv) {
    (void)argv;
    return inc(argc);
}

编译和反汇编:

 gcc -std=gnu99 -O3 -ggdb3 -Wall -Wextra -pedantic -o main.out main.c
 objdump -d main.out

拆卸包含:

0000000000001150 <inc>:                                                                                                                                                                                            
    1150:       41 56                   push   %r14                                                                                                                                                                
    1152:       48 89 7c 24 f8          mov    %rdi,-0x8(%rsp)                                                                                                                                                     
    1157:       48 8b 44 24 f8          mov    -0x8(%rsp),%rax                                                                                                                                                     
    115c:       41 5e                   pop    %r14                                                                                                                                                                
    115e:       48 83 c0 01             add    $0x1,%rax                                                                                                                                                           
    1162:       c3                      retq                                                                                                                                                                       
    1163:       66 2e 0f 1f 84 00 00    nopw   %cs:0x0(%rax,%rax,1)                                                                                                                                                
    116a:       00 00 00
    116d:       0f 1f 00                nopl   (%rax)

在那里我们可以看到r14,因为它被篡改,被压入堆栈,然后弹出以恢复其原始值。现在,使用-fcall-used-r14标志重复:

 gcc -std=gnu99 -O3 -ggdb3 -fcall-used-r14 -Wall -Wextra -pedantic -o main.out main.c
 objdump -d main.out

拆卸包含:

0000000000001150 <inc>:                                                                                                                                                                                            
    1150:       48 89 7c 24 f8          mov    %rdi,-0x8(%rsp)
    1155:       48 8b 44 24 f8          mov    -0x8(%rsp),%rax
    115a:       48 83 c0 01             add    $0x1,%rax
    115e:       c3                      retq
    115f:       90                      nop

没有推送/弹出发生的地方。

现在,我修改了一些LLVM目标文件,编译了源代码,并将此功能添加到llc工具中:

clang-11 -emit-llvm -S -c main.c -o main.ll
llc-11 main.ll -o main.s

现在,main. s包含:

# %bb.0:
        pushq   %rbp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        .cfi_offset %rbp, -16
        movq    %rsp, %rbp
        .cfi_def_cfa_register %rbp
        pushq   %r14
        .cfi_offset %r14, -24
        movq    %rdi, -16(%rbp)
        #APP
        #NO_APP
        movq    -16(%rbp), %rax
        addq    $1, %rax
        popq    %r14
        popq    %rbp
        .cfi_def_cfa %rsp, 8
        retq

显然,r14仍然被调用保存。

llvm编译器编译器/lib/Target/X86/X86CallingConv.td中,我修改了以下行(删除了R14),因为它们似乎是我感兴趣的System VABILinux和C调用约定的唯一相关内容:

def CSR_64 : CalleeSavedRegs<(add R12, R13, R15, RBP)>;
...
def CSR_64_MostRegs : CalleeSavedRegs<(add RBX, RCX, RDX, RSI, RDI, R8, R9, R10,
                                           R11, R12, R13, R15, RBP,
...
def CSR_64_AllRegs_NoSSE : CalleeSavedRegs<(add RAX, RBX, RCX, RDX, RSI, RDI, R8, R9,
                                                R10, R11, R12, R13, R15, RBP)>;

我的问题是:

  • X86CallingConv.td是我唯一应该修改的文件吗?我想是的,但也许我错了。
  • 我关注的是正确的线条吗?也许这更难回答,但至少一个方向可能会有所帮助。

我在Debian 10.5中运行LLVM11。

编辑:

更改行,从“隐藏”定义中删除R14:

def CSR_SysV64_RegCall_NoSSE : CalleeSavedRegs<(add RBX, RBP, RSP,
                                               (sequence "R%u", 12, 13), R15)>;

正如玛格丽特正确指出的那样,也没有帮助。


共1个答案

匿名用户

结果,最小的修改是一行:

def CSR_64 : CalleeSavedRegs<(add RBX, R12, R13, R15, RBP)>;

问题在于我如何构建源代码。

通过在原始安装后再次运行cmake--build.,llc工具没有全局修改(我认为它会修改,因为我正在构建默认架构-X86-但这无关紧要)。所以,我正在调用一个未修改的llc-11工具。因此,当我运行时:

/path/to/llvm-project/build/bin/lcc main.ll -o main.s

main. s包含:

# %bb.0:
        movq    %rdi, -8(%rsp)
        #APP
        #NO_APP
        movq    -8(%rsp), %rax
        addq    $1, %rax
        retq

这就是我最初想要的。