LLVM（5）ORC实例分析

ORC实例总结

总结

因为API茫茫多，逻辑上的一些概念需要搞清，编码时会容易很多。
JIT的运行实体使用LLVMOrcCreateLLJIT可以创建出来，逻辑上的JIT实例。
JIT实例需要加入运行库（依赖库）和用户定义的context（运行内容）才能运行，LLVMOrcLLJITAddLLVMIRModule函数负责将运行库和ctx加入JIT实例。
context相当于给用户自定义代码的上下文，其中可以加入多个module，每个module中又可以加入多个function。可以理解为一个工程（context）里面加入多个文件，每个文件（module）中又包含多个函数（function）。

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注释

LLVMOrcThreadSafeModuleRef createDemoModule(void) {
// 创建一个新的ThreadSafeContext和底层的LLVMContext。
LLVMOrcThreadSafeContextRef TSCtx = LLVMOrcCreateNewThreadSafeContext();

// 获取底层的LLVMContext的引用。
LLVMContextRef Ctx = LLVMOrcThreadSafeContextGetContext(TSCtx);

// 创建一个新的LLVM模块。
LLVMModuleRef M = LLVMModuleCreateWithNameInContext("demo", Ctx);

// 添加一个名为"sum"的函数：
// - 创建函数类型和函数实例。
LLVMTypeRef ParamTypes[] = {LLVMInt32Type(), LLVMInt32Type()};
LLVMTypeRef SumFunctionType =
LLVMFunctionType(LLVMInt32Type(), ParamTypes, 2, 0);
LLVMValueRef SumFunction = LLVMAddFunction(M, "sum", SumFunctionType);

// - 向函数添加一个基本块。
LLVMBasicBlockRef EntryBB = LLVMAppendBasicBlock(SumFunction, "entry");

// - 创建一个IR构建器并将其定位到基本块的末尾。
LLVMBuilderRef Builder = LLVMCreateBuilder();
LLVMPositionBuilderAtEnd(Builder, EntryBB);

// - 获取两个函数参数，并使用它们构造一个"add"指令。
LLVMValueRef SumArg0 = LLVMGetParam(SumFunction, 0);
LLVMValueRef SumArg1 = LLVMGetParam(SumFunction, 1);
LLVMValueRef Result = LLVMBuildAdd(Builder, SumArg0, SumArg1, "result");

// - 构建返回指令。
LLVMBuildRet(Builder, Result);

// 演示模块现在已经完成。将其和ThreadSafeContext封装到ThreadSafeModule中。
LLVMOrcThreadSafeModuleRef TSM = LLVMOrcCreateNewThreadSafeModule(M, TSCtx);

// 释放本地的ThreadSafeContext值。底层的LLVMContext将由ThreadSafeModule TSM保持活动状态。
LLVMOrcDisposeThreadSafeContext(TSCtx);

// 返回结果。
return TSM;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
int MainResult = 0;

// 解析命令行参数并初始化LLVM Core。
LLVMParseCommandLineOptions(argc, (const char **)argv, "");
LLVMInitializeCore(LLVMGetGlobalPassRegistry());

// 初始化本地目标代码生成和汇编打印器。
LLVMInitializeNativeTarget();
LLVMInitializeNativeAsmPrinter();

// 创建LLJIT实例。
LLVMOrcLLJITRef J;
{
LLVMErrorRef Err;
if ((Err = LLVMOrcCreateLLJIT(&J, 0))) {
MainResult = handleError(Err);
goto llvm_shutdown;
}
}

// 创建演示模块。
LLVMOrcThreadSafeModuleRef TSM = createDemoModule();

// 将演示模块添加到JIT中。
{
LLVMOrcJITDylibRef MainJD = LLVMOrcLLJITGetMainJITDylib(J);
LLVMErrorRef Err;
if ((Err = LLVMOrcLLJITAddLLVMIRModule(J, MainJD, TSM))) {
// 如果添加ThreadSafeModule失败，我们需要自己清理它。
// 如果添加成功，JIT将管理内存。
LLVMOrcDisposeThreadSafeModule(TSM);
MainResult = handleError(Err);
goto jit_cleanup;
}
}

// 查找演示入口点的地址。
LLVMOrcJITTargetAddress SumAddr;
{
LLVMErrorRef Err;
if ((Err = LLVMOrcLLJITLookup(J, &SumAddr, "sum"))) {
MainResult = handleError(Err);
goto jit_cleanup;
}
}

// 如果程序执行到这里，说明一切顺利。执行JIT生成的代码。
int32_t (Sum)(int32_t, int32_t) = (int32_t()(int32_t, int32_t))SumAddr;
int32_t Result = Sum(1, 2);

// 打印结果。
printf("1 + 2 = %i\n", Result);

jit_cleanup:
// 销毁JIT实例。这将清理JIT所拥有的任何内存。
// 这个操作是非平凡的（例如，可能需要JIT静态析构函数），也可能失败。
// 如果失败，我们希望将错误输出到stderr，但不要覆盖任何现有的返回值。
{
LLVMErrorRef Err;
if ((Err = LLVMOrcDisposeLLJIT(J))) {
int NewFailureResult = handleError(Err);
if (MainResult == 0) MainResult = NewFailureResult;
}
}

llvm_shutdown:
// 关闭LLVM。
LLVMShutdown();

return MainResult;
}

ORC完整

//===------ OrcV2CBindingsBasicUsage.c - Basic OrcV2 C Bindings Demo ------===//
//
// Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
// See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
//
//===----------------------------------------------------------------------===//

#include <stdio.h>

#include "llvm-c/Core.h"
#include "llvm-c/Error.h"
#include "llvm-c/Initialization.h"
#include "llvm-c/LLJIT.h"
#include "llvm-c/Support.h"
#include "llvm-c/Target.h"

int handleError(LLVMErrorRef Err) {
  char *ErrMsg = LLVMGetErrorMessage(Err);
  fprintf(stderr, "Error: %s\n", ErrMsg);
  LLVMDisposeErrorMessage(ErrMsg);
  return 1;
}

LLVMOrcThreadSafeModuleRef createDemoModule(void) {
  // Create a new ThreadSafeContext and underlying LLVMContext.
  LLVMOrcThreadSafeContextRef TSCtx = LLVMOrcCreateNewThreadSafeContext();

  // Get a reference to the underlying LLVMContext.
  LLVMContextRef Ctx = LLVMOrcThreadSafeContextGetContext(TSCtx);

  // Create a new LLVM module.
  LLVMModuleRef M = LLVMModuleCreateWithNameInContext("demo", Ctx);

  // Add a "sum" function":
  //  - Create the function type and function instance.
  LLVMTypeRef ParamTypes[] = {LLVMInt32Type(), LLVMInt32Type()};
  LLVMTypeRef SumFunctionType =
      LLVMFunctionType(LLVMInt32Type(), ParamTypes, 2, 0);
  LLVMValueRef SumFunction = LLVMAddFunction(M, "sum", SumFunctionType);

  //  - Add a basic block to the function.
  LLVMBasicBlockRef EntryBB = LLVMAppendBasicBlock(SumFunction, "entry");

  //  - Add an IR builder and point it at the end of the basic block.
  LLVMBuilderRef Builder = LLVMCreateBuilder();
  LLVMPositionBuilderAtEnd(Builder, EntryBB);

  //  - Get the two function arguments and use them co construct an "add"
  //    instruction.
  LLVMValueRef SumArg0 = LLVMGetParam(SumFunction, 0);
  LLVMValueRef SumArg1 = LLVMGetParam(SumFunction, 1);
  LLVMValueRef Result = LLVMBuildAdd(Builder, SumArg0, SumArg1, "result");

  //  - Build the return instruction.
  LLVMBuildRet(Builder, Result);

  // Our demo module is now complete. Wrap it and our ThreadSafeContext in a
  // ThreadSafeModule.
  LLVMOrcThreadSafeModuleRef TSM = LLVMOrcCreateNewThreadSafeModule(M, TSCtx);

  // Dispose of our local ThreadSafeContext value. The underlying LLVMContext
  // will be kept alive by our ThreadSafeModule, TSM.
  LLVMOrcDisposeThreadSafeContext(TSCtx);

  // Return the result.
  return TSM;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
  int MainResult = 0;

  // Parse command line arguments and initialize LLVM Core.
  LLVMParseCommandLineOptions(argc, (const char **)argv, "");
  LLVMInitializeCore(LLVMGetGlobalPassRegistry());

  // Initialize native target codegen and asm printer.
  LLVMInitializeNativeTarget();
  LLVMInitializeNativeAsmPrinter();

  // Create the JIT instance.
  LLVMOrcLLJITRef J;
  {
    LLVMErrorRef Err;
    if ((Err = LLVMOrcCreateLLJIT(&J, 0))) {
      MainResult = handleError(Err);
      goto llvm_shutdown;
    }
  }

  // Create our demo module.
  LLVMOrcThreadSafeModuleRef TSM = createDemoModule();

  // Add our demo module to the JIT.
  {
    LLVMOrcJITDylibRef MainJD = LLVMOrcLLJITGetMainJITDylib(J);
    LLVMErrorRef Err;
    if ((Err = LLVMOrcLLJITAddLLVMIRModule(J, MainJD, TSM))) {
      // If adding the ThreadSafeModule fails then we need to clean it up
      // ourselves. If adding it succeeds the JIT will manage the memory.
      LLVMOrcDisposeThreadSafeModule(TSM);
      MainResult = handleError(Err);
      goto jit_cleanup;
    }
  }

  // Look up the address of our demo entry point.
  LLVMOrcJITTargetAddress SumAddr;
  {
    LLVMErrorRef Err;
    if ((Err = LLVMOrcLLJITLookup(J, &SumAddr, "sum"))) {
      MainResult = handleError(Err);
      goto jit_cleanup;
    }
  }

  // If we made it here then everything succeeded. Execute our JIT'd code.
  int32_t (*Sum)(int32_t, int32_t) = (int32_t(*)(int32_t, int32_t))SumAddr;
  int32_t Result = Sum(1, 2);

  // Print the result.
  printf("1 + 2 = %i\n", Result);

jit_cleanup:
  // Destroy our JIT instance. This will clean up any memory that the JIT has
  // taken ownership of. This operation is non-trivial (e.g. it may need to
  // JIT static destructors) and may also fail. In that case we want to render
  // the error to stderr, but not overwrite any existing return value.
  {
    LLVMErrorRef Err;
    if ((Err = LLVMOrcDisposeLLJIT(J))) {
      int NewFailureResult = handleError(Err);
      if (MainResult == 0) MainResult = NewFailureResult;
    }
  }

llvm_shutdown:
  // Shut down LLVM.
  LLVMShutdown();

  return MainResult;
}