JIT编译的LLVM代码如何回调到Go函数？

Question

我正在编写代码，使用LLVM Go bindings从自定义VM字节码生成LLVM字节码；然后将代码JIT并在进程中执行。

自定义VM字节码有几个操作不能直接在LLVM中实现，因为它们需要改变外部状态；这些操作码的功能是作为Go函数实现的。

有优秀的指南可以开始使用Go生成LLVM字节码，但没有一个解决回调或导出函数的问题。是否可以生成LLVM指令来回调到Go函数？如果可以，如何实现？

我已经尝试了@arrowd描述的方法，但似乎不起作用。源代码改编自Felix Angell的博客文章。

package main

import (
    "C"
    "fmt"
    "llvm.org/llvm/final/bindings/go/llvm"
)

// export AddInts
func AddInts(arg1, arg2 int) int {
    return arg1 + arg2;
}

func main() {
    // setup our builder and module
    builder := llvm.NewBuilder()
    mod := llvm.NewModule("my_module")

    // create our function prologue
    main := llvm.FunctionType(llvm.Int32Type(), []llvm.Type{}, false)
    llvm.AddFunction(mod, "main", main)
    block := llvm.AddBasicBlock(mod.NamedFunction("main"), "entry")
    builder.SetInsertPoint(block, block.FirstInstruction())

    // int a = 32
    a := builder.CreateAlloca(llvm.Int32Type(), "a")
    builder.CreateStore(llvm.ConstInt(llvm.Int32Type(), 32, false), a)

    // int b = 16
    b := builder.CreateAlloca(llvm.Int32Type(), "b")
    builder.CreateStore(llvm.ConstInt(llvm.Int32Type(), 16, false), b)

    // return a + b
    bVal := builder.CreateLoad(b, "b_val")
    aVal := builder.CreateLoad(a, "a_val")
    addIntsType := llvm.FunctionType(llvm.Int32Type(), []llvm.Type{llvm.Int32Type(), llvm.Int32Type()}, false)
    addInts := llvm.AddFunction(mod, "AddInts", addIntsType)
    call := builder.CreateCall(addInts, []llvm.Value{aVal, bVal}, "AddInts")
    builder.CreateRet(call)

    // verify it's all good
    if ok := llvm.VerifyModule(mod, llvm.ReturnStatusAction); ok != nil {
        fmt.Println(ok.Error())
    }
    mod.Dump()

    // create our exe engine
    engine, err := llvm.NewExecutionEngine(mod)
    if err != nil {
        fmt.Println(err.Error())
    }

    // run the function!
    funcResult := engine.RunFunction(mod.NamedFunction("main"), []llvm.GenericValue{})
    fmt.Printf("%d\n", funcResult.Int(false))
}

返回：

; ModuleID = 'my_module'

define i32 @main() {
entry:
  %a = alloca i32
  store i32 32, i32* %a
  %b = alloca i32
  store i32 16, i32* %b
  %b_val = load i32* %b
  %a_val = load i32* %a
  %AddInts = call i32 @AddInts(i32 %a_val, i32 %b_val)
  ret i32 %AddInts
}

declare i32 @AddInts(i32, i32)
LLVM ERROR: Tried to execute an unknown external function: AddInts
exit status 1

- Nick Johnson

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您IP地址为143.198.54.68，由于运营成本限制，当前对于免费用户的使用频率限制为每个IP每72小时10次对话，如需解除限制，请点击左下角设置图标按钮（手机用户先点击左上角菜单按钮）。 - arrowd

@arrowd 我的理解是CGo提供了这个功能（而原生Go实现没有，因为它使用自己的调用约定）。这是朝着正确方向迈出的一步，但我仍然不确定如何从LLVM实际调用该函数。 - Nick Johnson

Answer 1

根据这个答案，您可以通过添加“导出”注释将Go函数导出为C函数。如果您为函数执行此操作，则LLVM JIT应该能够在运行时链接期间解析此符号。该答案未提供调用已导出函数的C代码，但假设它只是goProgressCB(args);，那么您可以创建一个CallInst到该函数并对其进行JIT编译。 更新。 请查看这个答案。最近的Go似乎可以为您生成C头文件，以便您回调Go。有了这个，您可以使用clang -S -emit-llvm或clang -march=cpp将它们编译，并获得文本IR或C++调用LLVM API的调用指令。

- arrowd

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谢谢！我仍然希望有人能提供一个简单的端到端LLVM示例（部分原因是我相信我不会是最后一个问这个问题的人），不过。 - Nick Johnson

顺便说一句，Go语言的LLVM绑定库中没有CallInst。我应该寻找类似的东西吗？ - Nick Johnson

很遗憾，这似乎不起作用 - 请参见我在帖子中的更新。 - Nick Johnson

Answer 2

主要问题在于你实际上没有使用JIT，而是使用解释器。如果可用的话，llvm.NewExecutionEngine将构造一个JIT编译器，否则会回退到解释器。

你应该使用llvm.NewMCJITCompiler。出现失败的原因与NewExecutionEngine没有生成JIT的原因相同。你需要在"func main()"中添加以下内容：

llvm.LinkInMCJIT()               
llvm.InitializeNativeTarget()    
llvm.InitializeNativeAsmPrinter()

你的代码有一个较小的问题，就是在“//export”语句中，空格（或缺乏空格）很重要。

- axw