如何在LLVM IR中使用printf正确打印float浮点数数值

问题原因 #

1. C语言可变参数函数默认会将float类型提升为double，直接传递float类型参数不符合ABI要求，会导致参数读取异常；
2. LLVM内置的printf优化逻辑存在误判概率，会错误处理带浮点参数的printf调用，导致即便传入double类型参数也无法正常取值。

解决方法 #

1. 所有传入printf可变参数列表的浮点值，都显式通过fpext指令转换为double类型后再传递；
2. 编译LLVM IR时添加-fno-builtin-printf参数，禁用LLVM对printf的内置优化，避免优化逻辑导致的参数异常。

修正后可正常运行的测试代码 #

@.fstr = private unnamed_addr constant [4 x i8] c"%f\0A\00"

declare i32 @printf(i8*, ...)

define i32 @main() {
    %str_ptr = getelementptr [4 x i8],[4 x i8]* @.fstr, i64 0, i64 0
    ; 测试直接传递double常量
    %ret1 = call i32 @printf(i8* %str_ptr, double 2.0)
    ; 测试float转double后传递
    %float_val = fadd float 0.0, 2.0
    %double_val = fpext float %float_val to double
    %ret2 = call i32 @printf(i8* %str_ptr, double %double_val)
    ret i32 0
}

编译运行命令示例 #

# 编译IR为目标文件，禁用printf内置优化
llc -filetype=obj test.ll -o test.o -fno-builtin-printf
# 链接生成可执行文件
clang test.o -o test
# 运行
./test

运行后输出结果：

2.000000
2.000000

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ZeDragon