用LLVM/Clang编译器插件实现除法保护(4)[完]

上一篇已经成功深入到指令层面了，这一篇就开始使用 IRBuilder 对函数流程进行修改，使得“不安全”版本的除法函数也增加对除数的零检查。因为除法指令分为整数除法、浮点数除法等等，而例如整数除法又可以细分为有符号数除法、无符号数除法，同时每种除法又根据类型不同分为32位除法、64位除法....。这里为了演示效果，我们只实现了32位的有符号除法。仅仅满足了测试代码的要求，如果要真的在生产中实现这个功能，细节上的很多问题还是要仔细分类处理的。

IRBuilder

参考 doc: IRBuilder

除法指令处理函数

添加一个processSignedDiv函数用来处理有符号除法：

我们先获取到指令并转成一个BinaryOperator，二元指令就是加减乘除这些指令的类型，它包含一个代表操作类型的操作码及两个操作数。这里取出它的第二个操作数即除数，然后我们构造两个常量0和1。

接下来我们构造一个IRBuilder，构造参数中的inst代表代码的插入点是inst这条指令之前。然后使用IRBuilder插入一条比较指令，比较除数与0，将这条指令的结果用作跳转条件。

这里我没有使用CreatePHI来创建PHI节点，而是使用了CreateSelect这条指令。其实它们的作用一样，只不过PHI节点更强大，可以分发处理多个分支的选择，而我们的需求比较简单，仅仅是二选一，所以这里就偷懒使用CreateSelect了。select指令根据cond指令的结果来进行判断，如果cond成立，即除数等于零时，选择1为结果，否则选择除数为结果。这样我们就成功进行了除法检查，然后再把这个“新”的，经过处理后的除数，设置到原来的除法指令中去，这样就把整个流程闭合住了。

一点额外的处理

记录处理指令

由于我们是遍历除法指令，然后添加比较指令，修改原除法指令的操作数，所以我们需要记录一下哪些除法指令是已经被处理过的了，否则就陷入无限循环之中了。添加set procceedInstructions;来记录已经处理完的指令列表，并在调用processSignedDiv之前进行重复检查：

测试

检查中间代码结果

编译生成新的插件模块，然后使用系统的clang编译器加载我们的插件编译示例代码为LLVM IR，可以看到我们新添加的cmp指令及select指令已经生效了：

编译并运行测试程序

使用编译器加载插件编译并运行测试程序，可以看到无论是“安全”版本的除法函数，还是“不安全”版本的除法函数，都正确处理了除零检查，没有发生崩溃的问题：

这样，我们这个功能就完成了。如果需要对无符号整数或其它位宽的整数，又或者浮点数进行相同的处理，只需要参考文档加更多的条件判断即可，万变不离其宗。

附：完整代码