将LLVM JIT代码链接到静态LLVM库？

Question

我正在实现一个跨平台（Mac OS X、Windows和Linux）的应用程序，该应用程序将对金融数据进行大量的CPU密集型分析。出于速度原因，大部分分析引擎将使用C++编写，并与用户可访问的脚本引擎进行交互。我希望逐步编写几个脚本前端，以模拟其他具有现有大型用户群的流行软件。第一个前端将是类似VisualBasic的脚本语言。

我认为LLVM非常适合我的需求。由于数据量巨大，性能非常重要；运行一次测试可能需要数小时或数天才能得出答案。我相信使用LLVM还可以在时间推移中实现不同脚本语言的不同前端，同时使用单个后端解决方案。

测试引擎本身将与接口分离，测试甚至将在单独的进程中进行，并向测试管理界面报告进度和结果。测试将由脚本代码与测试引擎代码集成而成。

在之前的类似商业测试系统的实现中，我构建了一个快速的解释器，它很容易与测试库进行接口对接，因为它是用C++编写并直接连接到测试引擎库。从脚本代码到测试库对象的回调涉及转换格式，存在显着的开销。

我想象使用LLVM，我可以直接将回调实现到C++中，以使脚本代码几乎像是用C++编写的一样工作。同样，如果所有代码都被编译为LLVM字节码格式，似乎LLVM优化器可以在脚本语言和用C++编写的测试引擎代码之间的边界上进行优化。

我不想每次都重新编译测试引擎。理想情况下，我只想JIT编译脚本代码。对于小型测试，我会跳过一些优化步骤，而对于大型测试，在链接期间进行完整的优化。

那么这种做法可行吗？我是否可以将测试引擎预编译为.o对象文件或.a库文件，然后使用JIT链接脚本代码？

最后，理想情况下，我希望脚本代码能够作为特定C++类的子类实现特定方法。因此，C++测试引擎只会看到C++对象，而JIT设置代码编译脚本代码来实现某些对象的方法。如果使用正确的名称重整算法，则似乎可以相对容易地设置LLVM生成的脚本语言模拟C++方法调用，然后将其链接到测试引擎中。

因此，连接阶段将进行两个方向的调用：从脚本语言到测试引擎对象以检索定价信息和测试状态信息，并从测试引擎调用某些特定C++对象的方法，其中的代码不是来自C++而是来自脚本语言。

总之：

1）我是否可以在JIT编译和代码生成进程中链接预编译的（.bc、.o或.a）文件？

2）我是否可以使用上述第1步骤的过程链接代码，以便我能够创建像全部写成C++一样运行的代码？

- inflector

Answer 1

1. 是的，我们可以！根据您使用的LLVM版本，有不同的API调用。在2.5上，您需要使用llvm::getBitcodeModuleProvider。
2. 调用C++函数最简单的方法是使用标志llvm::Function::ExternalLinkage创建一个函数(llvm::Function::Create)，然后使用addGlobalMapping将其指向您的C++函数。

- Soroush

Answer 2

1. 我相信是这样的。
2. 这有点复杂。您需要匹配调用的函数的C++ ABI，并确保生成的代码使用相同的数据结构、类、布局等（通过类似于头文件的等效物）。C++ ABI有很多微妙之处和可移植性问题。也许先尝试与C进行交互的原型设计。目前clang对C++的支持有限。

- Yann Ramin

Answer 3

1) 你可以加载和链接 .bc 文件，.o 文件如果已经编译成 .so 归档文件，则应该可以加载并且其中的符号应该可以使用。

2) 只要你不想对回调函数做可怕的事情，你可能只需传递标准 C 函数指针，并通过函数指针进行回调。你也可以做一些其他的事情，但是在不是 C++ 编译器的情况下尝试定义 C++ 对象或模板或调用成员函数是不建议的。

你必须了解 C++ ABI，你必须了解你所针对的平台，你必须知道各种各样的东西，你实际上必须是一个 C++ 编译器才能生成看起来像是 C++ 的代码。名称重整是最烦人的部分之一。

- OmniMancer