LLVMはC++のコンパイルのために例外をサポートするいくつかの機構を持っています。これはCrystalなど例外を持つ言語で利用されているほか、Rustのように例外を持たない言語でも、関数脱出時の確実な後処理(RustでいうDrop)を実現するために利用されているケースがあります。

https://llvm.org/docs/ExceptionHandling.html

各言語での実装

• →Rustと例外

関連するLLVM命令

• invoke命令
  • invoke 関数 to label %A unwind label %B の形をとる
  • 関数を実行し、例外が発生したらラベルBに飛ぶ。そうでなければラベルAに飛ぶ
  • invokeを呼ぶ関数はpersonality functionの指定が必要
• 関数定義時のpersonality functionの指定
  • 例：define void @foo() personality i32 (i32, i32, i64, %"unwind::libunwind::_Unwind_Exception"*, %"unwind::libunwind::_Unwind_Context"*)* @rust_eh_personality {
  • rust_eh_personalityは declare i32 @rust_eh_personality(i32, i32 noundef, i64, %"unwind::libunwind::_Unwind_Exception"*, %"unwind::libunwind::_Unwind_Context"*) のように宣言されている
• landingpad命令
  • invoke ~ unwind %BのラベルBの冒頭で使われる命令。発生した例外の情報を取り出すために使われる？
  • landingpad ~ catch: 例外をキャッチした際の処理を指定。
  • landingpad ~ cleanup: cleanup処理を指定。resume命令で終わること。
• resume命令
  • unwind処理を再開する。
• catchswitch命令
  • ある関数が複数のcatchをもつ場合に使う？

用語解説

• libunwind
  • スタックの巻き戻しをいろんなプラットフォームで実現するライブラリ
    • https://github.com/libunwind/libunwind
  • LLVMは独自の実装を持っている
    • https://github.com/llvm/llvm-project/tree/main/libunwind
• personality function
  • unwind中に、発生した例外をこのフレームがキャッチするかどうか知るためにunwinderが呼び出す関数
  • また、cleanup時にも呼ばれる

personality functionの仕様

• personality functionの仕様はLLVMが規定したものではないので、LLVMのドキュメントには書いていない
• Rustでの実装
• ↑を見ると、いくつかの参考資料がリンクされている
  • C++ ABI for Itanium: Exception Handling
  • Infinite monkey - Nico Brailovsky's blog: C++ exceptions under the hood
  • Airs – Ian Lance Taylor » Search Results » exception frames

例外の発生方法

libunwindの_Unwind_RaiseException()を呼ぶ。