1*767b328eSStefan Gränitz //===- LLJITWithExecutorProcessControl.cpp - LLJIT example with EPC utils -===//
2*767b328eSStefan Gränitz //
3*767b328eSStefan Gränitz // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4*767b328eSStefan Gränitz // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5*767b328eSStefan Gränitz // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6*767b328eSStefan Gränitz //
7*767b328eSStefan Gränitz //===----------------------------------------------------------------------===//
8*767b328eSStefan Gränitz //
9*767b328eSStefan Gränitz // In this example we will use the lazy re-exports utility to lazily compile
10*767b328eSStefan Gränitz // IR modules. We will do this in seven steps:
11*767b328eSStefan Gränitz //
12*767b328eSStefan Gränitz // 1. Create an LLJIT instance.
13*767b328eSStefan Gränitz // 2. Install a transform so that we can see what is being compiled.
14*767b328eSStefan Gränitz // 3. Create an indirect stubs manager and lazy call-through manager.
15*767b328eSStefan Gränitz // 4. Add two modules that will be conditionally compiled, plus a main module.
16*767b328eSStefan Gränitz // 5. Add lazy-rexports of the symbols in the conditionally compiled modules.
17*767b328eSStefan Gränitz // 6. Dump the ExecutionSession state to see the symbol table prior to
18*767b328eSStefan Gränitz //    executing any code.
19*767b328eSStefan Gränitz // 7. Verify that only modules containing executed code are compiled.
20*767b328eSStefan Gränitz //
21*767b328eSStefan Gränitz //===----------------------------------------------------------------------===//
22*767b328eSStefan Gränitz 
23*767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ADT/StringMap.h"
24*767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ExecutionEngine/JITLink/JITLinkMemoryManager.h"
25*767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/EPCDynamicLibrarySearchGenerator.h"
26*767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/EPCIndirectionUtils.h"
27*767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/ExecutorProcessControl.h"
28*767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/LLJIT.h"
29*767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/ObjectLinkingLayer.h"
30*767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/OrcABISupport.h"
31*767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/Support/InitLLVM.h"
32*767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/Support/TargetSelect.h"
33*767b328eSStefan Gränitz #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
34*767b328eSStefan Gränitz 
35*767b328eSStefan Gränitz #include "../ExampleModules.h"
36*767b328eSStefan Gränitz 
37*767b328eSStefan Gränitz #include <future>
38*767b328eSStefan Gränitz 
39*767b328eSStefan Gränitz using namespace llvm;
40*767b328eSStefan Gränitz using namespace llvm::orc;
41*767b328eSStefan Gränitz 
42*767b328eSStefan Gränitz ExitOnError ExitOnErr;
43*767b328eSStefan Gränitz 
44*767b328eSStefan Gränitz // Example IR modules.
45*767b328eSStefan Gränitz //
46*767b328eSStefan Gränitz // Note that in the conditionally compiled modules, FooMod and BarMod, functions
47*767b328eSStefan Gränitz // have been given an _body suffix. This is to ensure that their names do not
48*767b328eSStefan Gränitz // clash with their lazy-reexports.
49*767b328eSStefan Gränitz // For clients who do not wish to rename function bodies (e.g. because they want
50*767b328eSStefan Gränitz // to re-use cached objects between static and JIT compiles) techniques exist to
51*767b328eSStefan Gränitz // avoid renaming. See the lazy-reexports section of the ORCv2 design doc.
52*767b328eSStefan Gränitz 
53*767b328eSStefan Gränitz const llvm::StringRef FooMod =
54*767b328eSStefan Gränitz     R"(
55*767b328eSStefan Gränitz   declare i32 @return1()
56*767b328eSStefan Gränitz 
57*767b328eSStefan Gränitz   define i32 @foo_body() {
58*767b328eSStefan Gränitz   entry:
59*767b328eSStefan Gränitz     %0 = call i32 @return1()
60*767b328eSStefan Gränitz     ret i32 %0
61*767b328eSStefan Gränitz   }
62*767b328eSStefan Gränitz )";
63*767b328eSStefan Gränitz 
64*767b328eSStefan Gränitz const llvm::StringRef BarMod =
65*767b328eSStefan Gränitz     R"(
66*767b328eSStefan Gränitz   declare i32 @return2()
67*767b328eSStefan Gränitz 
68*767b328eSStefan Gränitz   define i32 @bar_body() {
69*767b328eSStefan Gränitz   entry:
70*767b328eSStefan Gränitz     %0 = call i32 @return2()
71*767b328eSStefan Gränitz     ret i32 %0
72*767b328eSStefan Gränitz   }
73*767b328eSStefan Gränitz )";
74*767b328eSStefan Gränitz 
75*767b328eSStefan Gränitz const llvm::StringRef MainMod =
76*767b328eSStefan Gränitz     R"(
77*767b328eSStefan Gränitz 
78*767b328eSStefan Gränitz   define i32 @entry(i32 %argc) {
79*767b328eSStefan Gränitz   entry:
80*767b328eSStefan Gränitz     %and = and i32 %argc, 1
81*767b328eSStefan Gränitz     %tobool = icmp eq i32 %and, 0
82*767b328eSStefan Gränitz     br i1 %tobool, label %if.end, label %if.then
83*767b328eSStefan Gränitz 
84*767b328eSStefan Gränitz   if.then:                                          ; preds = %entry
85*767b328eSStefan Gränitz     %call = tail call i32 @foo() #2
86*767b328eSStefan Gränitz     br label %return
87*767b328eSStefan Gränitz 
88*767b328eSStefan Gränitz   if.end:                                           ; preds = %entry
89*767b328eSStefan Gränitz     %call1 = tail call i32 @bar() #2
90*767b328eSStefan Gränitz     br label %return
91*767b328eSStefan Gränitz 
92*767b328eSStefan Gränitz   return:                                           ; preds = %if.end, %if.then
93*767b328eSStefan Gränitz     %retval.0 = phi i32 [ %call, %if.then ], [ %call1, %if.end ]
94*767b328eSStefan Gränitz     ret i32 %retval.0
95*767b328eSStefan Gränitz   }
96*767b328eSStefan Gränitz 
97*767b328eSStefan Gränitz   declare i32 @foo()
98*767b328eSStefan Gränitz   declare i32 @bar()
99*767b328eSStefan Gränitz )";
100*767b328eSStefan Gränitz 
101*767b328eSStefan Gränitz extern "C" int32_t return1() { return 1; }
102*767b328eSStefan Gränitz extern "C" int32_t return2() { return 2; }
103*767b328eSStefan Gränitz 
104*767b328eSStefan Gränitz static void *reenter(void *Ctx, void *TrampolineAddr) {
105*767b328eSStefan Gränitz   std::promise<void *> LandingAddressP;
106*767b328eSStefan Gränitz   auto LandingAddressF = LandingAddressP.get_future();
107*767b328eSStefan Gränitz 
108*767b328eSStefan Gränitz   auto *EPCIU = static_cast<EPCIndirectionUtils *>(Ctx);
109*767b328eSStefan Gränitz   EPCIU->getLazyCallThroughManager().resolveTrampolineLandingAddress(
110*767b328eSStefan Gränitz       pointerToJITTargetAddress(TrampolineAddr),
111*767b328eSStefan Gränitz       [&](JITTargetAddress LandingAddress) {
112*767b328eSStefan Gränitz         LandingAddressP.set_value(
113*767b328eSStefan Gränitz             jitTargetAddressToPointer<void *>(LandingAddress));
114*767b328eSStefan Gränitz       });
115*767b328eSStefan Gränitz   return LandingAddressF.get();
116*767b328eSStefan Gränitz }
117*767b328eSStefan Gränitz 
118*767b328eSStefan Gränitz static void reportErrorAndExit() {
119*767b328eSStefan Gränitz   errs() << "Unable to lazily compile function. Exiting.\n";
120*767b328eSStefan Gränitz   exit(1);
121*767b328eSStefan Gränitz }
122*767b328eSStefan Gränitz 
123*767b328eSStefan Gränitz cl::list<std::string> InputArgv(cl::Positional,
124*767b328eSStefan Gränitz                                 cl::desc("<program arguments>..."));
125*767b328eSStefan Gränitz 
126*767b328eSStefan Gränitz int main(int argc, char *argv[]) {
127*767b328eSStefan Gränitz   // Initialize LLVM.
128*767b328eSStefan Gränitz   InitLLVM X(argc, argv);
129*767b328eSStefan Gränitz 
130*767b328eSStefan Gränitz   InitializeNativeTarget();
131*767b328eSStefan Gränitz   InitializeNativeTargetAsmPrinter();
132*767b328eSStefan Gränitz 
133*767b328eSStefan Gränitz   cl::ParseCommandLineOptions(argc, argv, "LLJITWithLazyReexports");
134*767b328eSStefan Gränitz   ExitOnErr.setBanner(std::string(argv[0]) + ": ");
135*767b328eSStefan Gränitz 
136*767b328eSStefan Gränitz   // (1) Create LLJIT instance.
137*767b328eSStefan Gränitz   auto EPC = ExitOnErr(SelfExecutorProcessControl::Create());
138*767b328eSStefan Gränitz   auto J = ExitOnErr(
139*767b328eSStefan Gränitz       LLJITBuilder().setExecutorProcessControl(std::move(EPC)).create());
140*767b328eSStefan Gränitz 
141*767b328eSStefan Gränitz   // (2) Install transform to print modules as they are compiled:
142*767b328eSStefan Gränitz   J->getIRTransformLayer().setTransform(
143*767b328eSStefan Gränitz       [](ThreadSafeModule TSM,
144*767b328eSStefan Gränitz          const MaterializationResponsibility &R) -> Expected<ThreadSafeModule> {
145*767b328eSStefan Gränitz         TSM.withModuleDo([](Module &M) { dbgs() << "---Compiling---\n" << M; });
146*767b328eSStefan Gränitz         return std::move(TSM); // Not a redundant move: fix build on gcc-7.5
147*767b328eSStefan Gränitz       });
148*767b328eSStefan Gränitz 
149*767b328eSStefan Gränitz   // (3) Create stubs and call-through managers:
150*767b328eSStefan Gränitz   auto EPCIU = ExitOnErr(EPCIndirectionUtils::Create(
151*767b328eSStefan Gränitz       J->getExecutionSession().getExecutorProcessControl()));
152*767b328eSStefan Gränitz   ExitOnErr(EPCIU->writeResolverBlock(pointerToJITTargetAddress(&reenter),
153*767b328eSStefan Gränitz                                       pointerToJITTargetAddress(EPCIU.get())));
154*767b328eSStefan Gränitz   EPCIU->createLazyCallThroughManager(
155*767b328eSStefan Gränitz       J->getExecutionSession(), pointerToJITTargetAddress(&reportErrorAndExit));
156*767b328eSStefan Gränitz   auto ISM = EPCIU->createIndirectStubsManager();
157*767b328eSStefan Gränitz   J->getMainJITDylib().addGenerator(
158*767b328eSStefan Gränitz       ExitOnErr(EPCDynamicLibrarySearchGenerator::GetForTargetProcess(
159*767b328eSStefan Gränitz           J->getExecutionSession())));
160*767b328eSStefan Gränitz 
161*767b328eSStefan Gränitz   // (4) Add modules.
162*767b328eSStefan Gränitz   ExitOnErr(J->addIRModule(ExitOnErr(parseExampleModule(FooMod, "foo-mod"))));
163*767b328eSStefan Gränitz   ExitOnErr(J->addIRModule(ExitOnErr(parseExampleModule(BarMod, "bar-mod"))));
164*767b328eSStefan Gränitz   ExitOnErr(J->addIRModule(ExitOnErr(parseExampleModule(MainMod, "main-mod"))));
165*767b328eSStefan Gränitz 
166*767b328eSStefan Gränitz   // (5) Add lazy reexports.
167*767b328eSStefan Gränitz   MangleAndInterner Mangle(J->getExecutionSession(), J->getDataLayout());
168*767b328eSStefan Gränitz   SymbolAliasMap ReExports(
169*767b328eSStefan Gränitz       {{Mangle("foo"),
170*767b328eSStefan Gränitz         {Mangle("foo_body"),
171*767b328eSStefan Gränitz          JITSymbolFlags::Exported | JITSymbolFlags::Callable}},
172*767b328eSStefan Gränitz        {Mangle("bar"),
173*767b328eSStefan Gränitz         {Mangle("bar_body"),
174*767b328eSStefan Gränitz          JITSymbolFlags::Exported | JITSymbolFlags::Callable}}});
175*767b328eSStefan Gränitz   ExitOnErr(J->getMainJITDylib().define(
176*767b328eSStefan Gränitz       lazyReexports(EPCIU->getLazyCallThroughManager(), *ISM,
177*767b328eSStefan Gränitz                     J->getMainJITDylib(), std::move(ReExports))));
178*767b328eSStefan Gränitz 
179*767b328eSStefan Gränitz   // (6) Dump the ExecutionSession state.
180*767b328eSStefan Gränitz   dbgs() << "---Session state---\n";
181*767b328eSStefan Gränitz   J->getExecutionSession().dump(dbgs());
182*767b328eSStefan Gränitz   dbgs() << "\n";
183*767b328eSStefan Gränitz 
184*767b328eSStefan Gränitz   // (7) Execute the JIT'd main function and pass the example's command line
185*767b328eSStefan Gränitz   // arguments unmodified. This should cause either ExampleMod1 or ExampleMod2
186*767b328eSStefan Gränitz   // to be compiled, and either "1" or "2" returned depending on the number of
187*767b328eSStefan Gränitz   // arguments passed.
188*767b328eSStefan Gränitz 
189*767b328eSStefan Gränitz   // Look up the JIT'd function, cast it to a function pointer, then call it.
190*767b328eSStefan Gränitz   auto EntrySym = ExitOnErr(J->lookup("entry"));
191*767b328eSStefan Gränitz   auto *Entry = (int (*)(int))EntrySym.getAddress();
192*767b328eSStefan Gränitz 
193*767b328eSStefan Gränitz   int Result = Entry(argc);
194*767b328eSStefan Gränitz   outs() << "---Result---\n"
195*767b328eSStefan Gränitz          << "entry(" << argc << ") = " << Result << "\n";
196*767b328eSStefan Gränitz 
197*767b328eSStefan Gränitz   return 0;
198*767b328eSStefan Gränitz }
199