1767b328eSStefan Gränitz //===- LLJITWithExecutorProcessControl.cpp - LLJIT example with EPC utils -===//
2767b328eSStefan Gränitz //
3767b328eSStefan Gränitz // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4767b328eSStefan Gränitz // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5767b328eSStefan Gränitz // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6767b328eSStefan Gränitz //
7767b328eSStefan Gränitz //===----------------------------------------------------------------------===//
8767b328eSStefan Gränitz //
9767b328eSStefan Gränitz // In this example we will use the lazy re-exports utility to lazily compile
10767b328eSStefan Gränitz // IR modules. We will do this in seven steps:
11767b328eSStefan Gränitz //
12767b328eSStefan Gränitz // 1. Create an LLJIT instance.
13767b328eSStefan Gränitz // 2. Install a transform so that we can see what is being compiled.
14767b328eSStefan Gränitz // 3. Create an indirect stubs manager and lazy call-through manager.
15767b328eSStefan Gränitz // 4. Add two modules that will be conditionally compiled, plus a main module.
16767b328eSStefan Gränitz // 5. Add lazy-rexports of the symbols in the conditionally compiled modules.
17767b328eSStefan Gränitz // 6. Dump the ExecutionSession state to see the symbol table prior to
18767b328eSStefan Gränitz //    executing any code.
19767b328eSStefan Gränitz // 7. Verify that only modules containing executed code are compiled.
20767b328eSStefan Gränitz //
21767b328eSStefan Gränitz //===----------------------------------------------------------------------===//
22767b328eSStefan Gränitz 
23767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ADT/StringMap.h"
24767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ExecutionEngine/JITLink/JITLinkMemoryManager.h"
25767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/EPCDynamicLibrarySearchGenerator.h"
26767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/EPCIndirectionUtils.h"
27767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/ExecutorProcessControl.h"
28767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/LLJIT.h"
29767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/ObjectLinkingLayer.h"
30767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/OrcABISupport.h"
31767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/Support/InitLLVM.h"
32767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/Support/TargetSelect.h"
33767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
34767b328eSStefan Gränitz 
35767b328eSStefan Gränitz #include "../ExampleModules.h"
36767b328eSStefan Gränitz 
37767b328eSStefan Gränitz #include <future>
38767b328eSStefan Gränitz 
39767b328eSStefan Gränitz using namespace llvm;
40767b328eSStefan Gränitz using namespace llvm::orc;
41767b328eSStefan Gränitz 
42767b328eSStefan Gränitz ExitOnError ExitOnErr;
43767b328eSStefan Gränitz 
44767b328eSStefan Gränitz // Example IR modules.
45767b328eSStefan Gränitz //
46767b328eSStefan Gränitz // Note that in the conditionally compiled modules, FooMod and BarMod, functions
47767b328eSStefan Gränitz // have been given an _body suffix. This is to ensure that their names do not
48767b328eSStefan Gränitz // clash with their lazy-reexports.
49767b328eSStefan Gränitz // For clients who do not wish to rename function bodies (e.g. because they want
50767b328eSStefan Gränitz // to re-use cached objects between static and JIT compiles) techniques exist to
51767b328eSStefan Gränitz // avoid renaming. See the lazy-reexports section of the ORCv2 design doc.
52767b328eSStefan Gränitz 
53767b328eSStefan Gränitz const llvm::StringRef FooMod =
54767b328eSStefan Gränitz     R"(
55767b328eSStefan Gränitz   declare i32 @return1()
56767b328eSStefan Gränitz 
57767b328eSStefan Gränitz   define i32 @foo_body() {
58767b328eSStefan Gränitz   entry:
59767b328eSStefan Gränitz     %0 = call i32 @return1()
60767b328eSStefan Gränitz     ret i32 %0
61767b328eSStefan Gränitz   }
62767b328eSStefan Gränitz )";
63767b328eSStefan Gränitz 
64767b328eSStefan Gränitz const llvm::StringRef BarMod =
65767b328eSStefan Gränitz     R"(
66767b328eSStefan Gränitz   declare i32 @return2()
67767b328eSStefan Gränitz 
68767b328eSStefan Gränitz   define i32 @bar_body() {
69767b328eSStefan Gränitz   entry:
70767b328eSStefan Gränitz     %0 = call i32 @return2()
71767b328eSStefan Gränitz     ret i32 %0
72767b328eSStefan Gränitz   }
73767b328eSStefan Gränitz )";
74767b328eSStefan Gränitz 
75767b328eSStefan Gränitz const llvm::StringRef MainMod =
76767b328eSStefan Gränitz     R"(
77767b328eSStefan Gränitz 
78767b328eSStefan Gränitz   define i32 @entry(i32 %argc) {
79767b328eSStefan Gränitz   entry:
80767b328eSStefan Gränitz     %and = and i32 %argc, 1
81767b328eSStefan Gränitz     %tobool = icmp eq i32 %and, 0
82767b328eSStefan Gränitz     br i1 %tobool, label %if.end, label %if.then
83767b328eSStefan Gränitz 
84767b328eSStefan Gränitz   if.then:                                          ; preds = %entry
85767b328eSStefan Gränitz     %call = tail call i32 @foo() #2
86767b328eSStefan Gränitz     br label %return
87767b328eSStefan Gränitz 
88767b328eSStefan Gränitz   if.end:                                           ; preds = %entry
89767b328eSStefan Gränitz     %call1 = tail call i32 @bar() #2
90767b328eSStefan Gränitz     br label %return
91767b328eSStefan Gränitz 
92767b328eSStefan Gränitz   return:                                           ; preds = %if.end, %if.then
93767b328eSStefan Gränitz     %retval.0 = phi i32 [ %call, %if.then ], [ %call1, %if.end ]
94767b328eSStefan Gränitz     ret i32 %retval.0
95767b328eSStefan Gränitz   }
96767b328eSStefan Gränitz 
97767b328eSStefan Gränitz   declare i32 @foo()
98767b328eSStefan Gränitz   declare i32 @bar()
99767b328eSStefan Gränitz )";
100767b328eSStefan Gränitz 
101767b328eSStefan Gränitz extern "C" int32_t return1() { return 1; }
102767b328eSStefan Gränitz extern "C" int32_t return2() { return 2; }
103767b328eSStefan Gränitz 
104767b328eSStefan Gränitz static void *reenter(void *Ctx, void *TrampolineAddr) {
105767b328eSStefan Gränitz   std::promise<void *> LandingAddressP;
106767b328eSStefan Gränitz   auto LandingAddressF = LandingAddressP.get_future();
107767b328eSStefan Gränitz 
108767b328eSStefan Gränitz   auto *EPCIU = static_cast<EPCIndirectionUtils *>(Ctx);
109767b328eSStefan Gränitz   EPCIU->getLazyCallThroughManager().resolveTrampolineLandingAddress(
110767b328eSStefan Gränitz       pointerToJITTargetAddress(TrampolineAddr),
111767b328eSStefan Gränitz       [&](JITTargetAddress LandingAddress) {
112767b328eSStefan Gränitz         LandingAddressP.set_value(
113767b328eSStefan Gränitz             jitTargetAddressToPointer<void *>(LandingAddress));
114767b328eSStefan Gränitz       });
115767b328eSStefan Gränitz   return LandingAddressF.get();
116767b328eSStefan Gränitz }
117767b328eSStefan Gränitz 
118767b328eSStefan Gränitz static void reportErrorAndExit() {
119767b328eSStefan Gränitz   errs() << "Unable to lazily compile function. Exiting.\n";
120767b328eSStefan Gränitz   exit(1);
121767b328eSStefan Gränitz }
122767b328eSStefan Gränitz 
123767b328eSStefan Gränitz cl::list<std::string> InputArgv(cl::Positional,
124767b328eSStefan Gränitz                                 cl::desc("<program arguments>..."));
125767b328eSStefan Gränitz 
126767b328eSStefan Gränitz int main(int argc, char *argv[]) {
127767b328eSStefan Gränitz   // Initialize LLVM.
128767b328eSStefan Gränitz   InitLLVM X(argc, argv);
129767b328eSStefan Gränitz 
130767b328eSStefan Gränitz   InitializeNativeTarget();
131767b328eSStefan Gränitz   InitializeNativeTargetAsmPrinter();
132767b328eSStefan Gränitz 
133767b328eSStefan Gränitz   cl::ParseCommandLineOptions(argc, argv, "LLJITWithLazyReexports");
134767b328eSStefan Gränitz   ExitOnErr.setBanner(std::string(argv[0]) + ": ");
135767b328eSStefan Gränitz 
136767b328eSStefan Gränitz   // (1) Create LLJIT instance.
137767b328eSStefan Gränitz   auto EPC = ExitOnErr(SelfExecutorProcessControl::Create());
138767b328eSStefan Gränitz   auto J = ExitOnErr(
139767b328eSStefan Gränitz       LLJITBuilder().setExecutorProcessControl(std::move(EPC)).create());
140767b328eSStefan Gränitz 
141767b328eSStefan Gränitz   // (2) Install transform to print modules as they are compiled:
142767b328eSStefan Gränitz   J->getIRTransformLayer().setTransform(
143767b328eSStefan Gränitz       [](ThreadSafeModule TSM,
144767b328eSStefan Gränitz          const MaterializationResponsibility &R) -> Expected<ThreadSafeModule> {
145767b328eSStefan Gränitz         TSM.withModuleDo([](Module &M) { dbgs() << "---Compiling---\n" << M; });
146767b328eSStefan Gränitz         return std::move(TSM); // Not a redundant move: fix build on gcc-7.5
147767b328eSStefan Gränitz       });
148767b328eSStefan Gränitz 
149767b328eSStefan Gränitz   // (3) Create stubs and call-through managers:
150767b328eSStefan Gränitz   auto EPCIU = ExitOnErr(EPCIndirectionUtils::Create(
151767b328eSStefan Gränitz       J->getExecutionSession().getExecutorProcessControl()));
152767b328eSStefan Gränitz   ExitOnErr(EPCIU->writeResolverBlock(pointerToJITTargetAddress(&reenter),
153767b328eSStefan Gränitz                                       pointerToJITTargetAddress(EPCIU.get())));
154767b328eSStefan Gränitz   EPCIU->createLazyCallThroughManager(
155767b328eSStefan Gränitz       J->getExecutionSession(), pointerToJITTargetAddress(&reportErrorAndExit));
156767b328eSStefan Gränitz   auto ISM = EPCIU->createIndirectStubsManager();
157767b328eSStefan Gränitz   J->getMainJITDylib().addGenerator(
158767b328eSStefan Gränitz       ExitOnErr(EPCDynamicLibrarySearchGenerator::GetForTargetProcess(
159767b328eSStefan Gränitz           J->getExecutionSession())));
160767b328eSStefan Gränitz 
161767b328eSStefan Gränitz   // (4) Add modules.
162767b328eSStefan Gränitz   ExitOnErr(J->addIRModule(ExitOnErr(parseExampleModule(FooMod, "foo-mod"))));
163767b328eSStefan Gränitz   ExitOnErr(J->addIRModule(ExitOnErr(parseExampleModule(BarMod, "bar-mod"))));
164767b328eSStefan Gränitz   ExitOnErr(J->addIRModule(ExitOnErr(parseExampleModule(MainMod, "main-mod"))));
165767b328eSStefan Gränitz 
166767b328eSStefan Gränitz   // (5) Add lazy reexports.
167767b328eSStefan Gränitz   MangleAndInterner Mangle(J->getExecutionSession(), J->getDataLayout());
168767b328eSStefan Gränitz   SymbolAliasMap ReExports(
169767b328eSStefan Gränitz       {{Mangle("foo"),
170767b328eSStefan Gränitz         {Mangle("foo_body"),
171767b328eSStefan Gränitz          JITSymbolFlags::Exported | JITSymbolFlags::Callable}},
172767b328eSStefan Gränitz        {Mangle("bar"),
173767b328eSStefan Gränitz         {Mangle("bar_body"),
174767b328eSStefan Gränitz          JITSymbolFlags::Exported | JITSymbolFlags::Callable}}});
175767b328eSStefan Gränitz   ExitOnErr(J->getMainJITDylib().define(
176767b328eSStefan Gränitz       lazyReexports(EPCIU->getLazyCallThroughManager(), *ISM,
177767b328eSStefan Gränitz                     J->getMainJITDylib(), std::move(ReExports))));
178767b328eSStefan Gränitz 
179767b328eSStefan Gränitz   // (6) Dump the ExecutionSession state.
180767b328eSStefan Gränitz   dbgs() << "---Session state---\n";
181767b328eSStefan Gränitz   J->getExecutionSession().dump(dbgs());
182767b328eSStefan Gränitz   dbgs() << "\n";
183767b328eSStefan Gränitz 
184767b328eSStefan Gränitz   // (7) Execute the JIT'd main function and pass the example's command line
185767b328eSStefan Gränitz   // arguments unmodified. This should cause either ExampleMod1 or ExampleMod2
186767b328eSStefan Gränitz   // to be compiled, and either "1" or "2" returned depending on the number of
187767b328eSStefan Gränitz   // arguments passed.
188767b328eSStefan Gränitz 
189767b328eSStefan Gränitz   // Look up the JIT'd function, cast it to a function pointer, then call it.
190*16dcbb53SLang Hames   auto EntryAddr = ExitOnErr(J->lookup("entry"));
191*16dcbb53SLang Hames   auto *Entry = EntryAddr.toPtr<int(int)>();
192767b328eSStefan Gränitz 
193767b328eSStefan Gränitz   int Result = Entry(argc);
194767b328eSStefan Gränitz   outs() << "---Result---\n"
195767b328eSStefan Gränitz          << "entry(" << argc << ") = " << Result << "\n";
196767b328eSStefan Gränitz 
197767b328eSStefan Gränitz   return 0;
198767b328eSStefan Gränitz }
199