Copyright (c) 2011 陳韋任 (Chen Wei-Ren)
2. 實驗 2/2 – 使用 LLVM JIT
ExecutionEngine 是一個關鍵的類別。它能把 Module 中的特定 Function 動態編譯成 host binary。此外，它還提供介面供使用者提取 JIT-ted function (host binary) 的資訊。
本實驗補上前篇實驗的後半部。附件是完整的代碼。
#include “llvm/LLVMContext.h” #include “llvm/Module.h” #include “llvm/Function.h” #include “llvm/PassManager.h” #include “llvm/Analysis/Verifier.h” #include “llvm/Assembly/PrintModulePass.h” #include “llvm/Support/FormattedStream.h” #include “llvm/Support/IRBuilder.h” // LLVM JIT 所需的頭文件 #include “llvm/ExecutionEngine/JIT.h” #include “llvm/ExecutionEngine/GenericValue.h” #include “llvm/Target/TargetSelect.h” #include “llvm/Support/ManagedStatic.h” using namespace llvm; Module* makeLLVMModule(LLVMContext& ctx); int main(int argc, char**argv) { // 根據 host 初始化 LLVM target，即針對哪一個 target 生成 binary。 InitializeNativeTarget(); LLVMContext Context; Module* Mod = makeLLVMModule(Context); verifyModule(*Mod, PrintMessageAction); PassManager PM; PM.add(createPrintModulePass(&outs())); PM.run(*Mod); // 根據給定的 Module 生成 ExecutionEngine。 ExecutionEngine* EE = EngineBuilder(Mod).create(); // 在 Module 中插入新的函式 (Function)。若該函式已存在，返回該函式。 // 因此這邊取回 makeLLVMModule 所插入的 gcd 函式。 Function *GCD = cast(Mod->getOrInsertFunction(“gcd”, /* 返回型別 */ Type::getInt32Ty(Context), /* 參數 */ Type::getInt32Ty(Context), /* 參數 */ Type::getInt32Ty(Context), /* 結尾 */ (Type *)0)); // 準備傳給 GCD 的參數。 std::vector Args(2); Args[0].IntVal = APInt(32, 17); Args[1].IntVal = APInt(32, 4); // 將參數傳給 gcd。將其 JIT 成 host binary 並執行。取得執行後的結果。 GenericValue GV = EE->runFunction(GCD, Args); outs() « ”———\nstarting GCD(17, 4) with JIT…\n”; outs() « “Result: “ « GV.IntVal <freeMachineCodeForFunction(GCD); delete EE; llvm_shutdown(); // 釋放用於 LLVM 內部的資料結構。 return 0; }
眼尖的你應該會發現我似乎忘了 delete Mod。很好! 但是你一但加上 delete Mod，執行之後會出現 segmentation fault。試試看! ;-)
答案在 EngineBuilder 的註解裡 “the created engine takes ownership of the module”。
/// EngineBuilder - Constructor for EngineBuilder. If create() is called and /// is successful, the created engine takes ownership of the module. EngineBuilder(Module *m) : M(m) { InitEngine(); }
我還漏了底下這一行沒講清楚。
verifyModule(*Mod, PrintMessageAction);
什麼時候 Module 是非法的? 舉例來說，假設 Module 裡面有底下這樣一條 LLVM 指令。
%x = add i32 1, %x ; x = 1 + x
直覺上來看很正常。但是 LLVM IR 滿足 SSA (Static Single Assignment) 的形式，亦即每條賦值指令都會生成一個新的變數。所以上面這條指令應該是底下這樣:
%x1 = add i32 1, %x ; x1 = 1 + x
SSA 能夠簡化資料流 (data flow) 的分析，有助於後續的優化。大部分的編譯器 (我只確定 GCC 和 LLVM) 的 IR 主要都是採 SSA 的形式。
最後，各位要注意 LLVM API 不穩定。看各位是要緊跟 svn 版本進行開發，又或是只跟 release 版本開發。這其中各有利弊，但是別忘了 LLVM 算是很熱心的一個 community， 我想有問題都可以到郵件列表或聊天室詢問。[1][2]
[1] http://lists.cs.uiuc.edu/mailman/listinfo/llvmdev
[2] http://llvm.org/docs/#irc