"Hello world" する LLVM assembly code を生成する C++ コード

hello.cpp

#include <llvm/LLVMContext.h>
#include <llvm/Module.h>
#include <llvm/BasicBlock.h>
#include <llvm/CallingConv.h>
#include <llvm/Constants.h>
#include <llvm/Function.h>
#include <llvm/GlobalVariable.h>
#include <llvm/Instructions.h>
#include <llvm/PassManager.h>
#include <llvm/Analysis/Verifier.h>
#include <llvm/Assembly/PrintModulePass.h>
#include <llvm/Support/raw_ostream.h>

using namespace llvm;

Function* func_main;

/*
 以下のCソースコードと等価な LLVM モジュールを生成します。

 int puts(const char*);

 int main(int argc, char** argv) {
  puts("Hello world");
  return 0;
 }

 */
Module* makeLLVMModule() {
  // モジュール生成
  Module * mod = new Module("Hello world module", getGlobalContext());

  //
  //  関数の宣言
  //
  
  // main関数の宣言
  std::vector<const Type*> mainFuncTyArgs;
  FunctionType* mainFuncTy = FunctionType::get(
      /* 戻り値の型 */    IntegerType::get(mod->getContext(), 32),
      /* 関数の引数 */    mainFuncTyArgs,
      /* 可変引数か? */   false
      );
  func_main = Function::Create(
      /* 関数の型 */      mainFuncTy,
      /* Likage */        GlobalValue::ExternalLinkage,
      /* 関数名 */        "main", mod
      );
  func_main->setCallingConv(CallingConv::C);

  // C標準ライブラリputs関数のプロトタイプ宣言
  std::vector<const Type*> printfFuncTyArgs;
  printfFuncTyArgs.push_back(PointerType::get(IntegerType::get(mod->getContext(), 8), 0));
  FunctionType* printfFuncTy = FunctionType::get(
      /* 戻り値の型 */    IntegerType::get(mod->getContext(), 32),
      /* 関数の引数 */    printfFuncTyArgs,
      /* 可変引数か? */   false
      );
  Function* func_printf = Function::Create(
      /* 関数の型 */      printfFuncTy,
      /* Linkage */       GlobalValue::ExternalLinkage,
      /* 関数名 */        "puts", mod
      );
  func_printf->setCallingConv(CallingConv::C);

  // グローバル変数（定数）の宣言
  ArrayType*  arrayTy = ArrayType::get(IntegerType::get(mod->getContext(), 8), 18);
  GlobalVariable* gvar  = new GlobalVariable(
      /* モジュール */    *mod,
      /* 型 */            arrayTy,
      /* 定数? */         true,
      /* Linkage */       GlobalValue::PrivateLinkage,
      /* 初期化子 */      0,  // 初期化子あり
      /* 名前 */          ".str"
      );

  // グローバル変数（定数）の初期化
  Constant* const_hello = ConstantArray::get(mod->getContext(), "Hello llvm world.", true);
  ConstantInt* const_zero = ConstantInt::get(mod->getContext(), APInt(32, StringRef("0"), 10));
  std::vector<Constant*> constants;
  constants.push_back(const_zero);
  constants.push_back(const_zero);
  Constant* const_ptr = ConstantExpr::getGetElementPtr(gvar, &constants[0], constants.size());
  gvar->setInitializer(const_hello);

  // main 関数の定義
  {
    BasicBlock* main_block = BasicBlock::Create(mod->getContext(), "entry", func_main, 0);

    // puts("Hello llvm world.");
    CallInst* call_printf = CallInst::Create(func_printf, const_ptr, "", main_block);
    call_printf->setCallingConv(CallingConv::C);

    // return 0
    ReturnInst::Create(mod->getContext(), const_zero, main_block);
  }

  // 生成したモジュールを返す
  return mod;
}


int main(int argc, char** argv) {
  // モジュールを作成
  Module* mod = makeLLVMModule();
  verifyModule(*mod, PrintMessageAction);

  // モジュールのLLVMアセンブリコードを標準出力に出力
  PassManager pm;
  pm.add(createPrintModulePass(&outs()));
  pm.run(*mod);

  return 0;
}