基于clang的程序分析

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基于clang的程序分析

2020.09.16

编译LLVM

CMake参数

-DLLVM_ENABLE_PROJECT="clang"将clang模块也编译进去
-DCMAKE_C_COMPILER=clang-10 -DCMAKE_CXX_COMPILER=clang++-10用clang去编译整个项目，比gcc快
-DCMAKE_BUILD_TYPE=Release如果内存不够，用Release版本比Debug版本快

编译插件

将插件目录加入clang/examples目录下，并添加到CMakeLists.txt中

CmakeLists.txt:
+add_subdirectory(MyPlugin)

编译

cmake -G "Unix Makefiles" ...
make MyPlugin

使用插件

clang++ Xclang -load -Xclang ../build/lib/MyPlugin.so -Xclang -add-plugin -Xclang my-plugin-name test.cpp

clang

主要是前端部分，预处理和AST构建

clang和llvm的使用场景

clang：简单代码阅读即可解决的问题
llvm：需要数据流/控制流分析解决的问题

clang-tutor

HelloWorld

translation unit：

input source file and all header files that it includes ，直接或间接都行，一个cpp文件，以及那些#include包括的文件为翻译单元
c++ record declaration：

struct/union/class

Clang AST

一般在translation unit中top-level declaration总是translation unit declaration

//+--function declaration 'f'
//|
int f(int x) { //--------------------------------------+
	int result = (x / 42);//declaration statement      |----compound statement
	return result;//return statement                   |    body of 'f'
} //---------------------------------------------------+

AST Context

所有关于AST translation unit的信息保存在ASTContext类中

重要成员函数getTranslationUnitDecl，获取顶层结构

AST Node

如果要traverse整个AST

从TranslationUnitDecl开始，然后不停的循环遍历，可以借助RecursiveASTVistor
Clang AST中最基本的node是Stmt和Decl，以及Expr

RecursiveASTVisitor

实现一个类，继承RecursiveASTVisitor，可以从AST获取相关信息

该类提供一个hooks方法

bool VisitNodeType(NodeType *)

[Node]可以是AST中各类nodes

node类型之间关系可以查看clang/Basic/下的.td文件，例如clang\Basic\DeclNodes.td

重写该方法可以自己拿到对应的类型，进行处理

编写插件

加入编译目录

在clang/example目录下，新增插件名的文件夹，并将插件目录添加到该目录下的CmakeLists.txt文件下

+ add_subdirectory(MyPluginDirName)

新建`CMakeLists.txt`文件

add_llvm_library(PrintMacros MODULE PrintMacros.cpp PLUGIN_TOOL clang)

if(LLVM_ENABLE_PLUGINS AND (WIN32 OR CYGWIN))
  set(LLVM_LINK_COMPONENTS
    Support
  )
  clang_target_link_libraries(PrintMacros PRIVATE
    clangAST
    clangBasic
    clangFrontend
    clangLex
    )
endif()