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c++如何使用LLVM的ORC JIT API_c++动态编译与执行【高级】

冰火之心

冰火之心

发布时间:2025-12-12 11:33:07

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来源于php中文网

原创

ORC JIT是LLVM面向编译器作者的可组合底层JIT构建块,用于将已生成的IR模块动态编译为机器码并执行;核心流程为:创建ExecutionSession→配置IRTransformLayer和ObjectLinkingLayer→添加模块→解析符号获取函数指针。

c++如何使用llvm的orc jit api_c++动态编译与执行【高级】

理解 ORC JIT 的核心定位

ORC(On-Resident Compilation)是 LLVM 提供的现代 JIT 框架,取代了旧版 MCJIT。它不是“一键运行字符串代码”的工具,而是面向编译器作者设计的、可组合、可扩展的底层 JIT 构建块。你用它来把 已生成的 IR 模块(Module) 动态编译成机器码并执行,不是直接喂 C++ 源码。

基础流程:从 Module 到可调用函数

典型路径分四步:构造 ExecutionSession → 设置 ORC Layer(IRTransformLayer + ObjectLinkingLayer)→ 添加模块 → 解析符号获取函数指针。

  • ExecutionSession 管理 JIT 内存、符号表和资源生命周期
  • IRTransformLayer 注入优化(如 createFunctionPassManagerForModule),再接 ObjectLinkingLayer 完成链接
  • 调用 addIRModule 注入 std::unique_ptr,ORC 自动编译、重定位、注册符号
  • lookup("func_name") 得到 JITSymbol,再调用 getAddress() 转为函数指针(注意类型强转)

关键细节:内存管理与符号可见性

ORC 默认使用 jitdylib 隔离符号空间。主 JIT dylib(如 es.createBareJITDylib("main"))需显式添加依赖才能看到外部符号(比如 printf)。

  • 对外部 C 函数,先用 absoluteSymbols 注册地址,再通过 auto &mainJD = es.createBareJITDylib("main"); mainJD.addGenerator(...) 让 JIT 能解析它们
  • 避免多次 addIRModule 引发重复定义错误:每个 Module 的全局符号名必须唯一,或启用 setAutoClaimResponsibilityForObjectSymbols(true)
  • 释放资源时,调用 removeModule 或直接销毁 JITDylib —— ORC 会自动回收对应内存页(通过 SectionMemoryManager

实用示例:编译一个加法函数并调用

假设你已有 LLVM IR 描述的 int add(int a, int b) { return a + b; }(可用 parseIRFile 或手动生成):

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  • 创建 ExecutionSession ES;MangleAndInterner Mangle(ES, DL);
  • 构建 ObjectLinkingLayer OL(ES, []() { return std::make_unique(); });
  • 套上 IRTransformLayer IRT(ES, OL, [](Module &M, const MaterializationResponsibility &) { return optimizeModule(M); });
  • 将 Module 加入 JITDylib:auto &MainJD = ES.createBareJITDylib("main"); MainJD.addGenerator(orc::DynamicLibrarySearchGenerator::GetForCurrentProcess(DL.getGlobalPrefix())); IRT.addModule(std::move(M), MainJD);
  • 查符号:auto Sym = ES.lookup({&MainJD}, Mangle("add")); auto AddPtr = (int(*)(int,int))Sym->getAddress(); int r = AddPtr(3, 5); // 得到 8

基本上就这些。不复杂但容易忽略符号注册和内存管理边界。

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