c++如何实现一个简单的JIT编译器_c++ LLVM库入门实践【高级】

用C++基于LLVM OrcV2实现JIT编译器的核心是构建IR模块、配置ExecutionSession与IRCompileLayer、注册模块并获取函数指针调用；需启用RTTI/EH、链接llvm-orc等库、注意上下文生命周期和符号解析。

用 C++ 基于 LLVM 实现一个简单 JIT 编译器，核心不是“从零写编译器”，而是利用 LLVM 提供的 orc JIT 架构快速把内存中的 IR（中间表示）编译成可执行机器码并即时调用。关键在于理解 LLVM 的模块构建、优化、JIT 执行流程，而不是手写词法/语法分析。

准备环境：链接 LLVM 并启用 OrcV2

确保安装 LLVM（≥14.0，推荐 16+），CMake 中正确 find_package：

• 启用 LLVM_ENABLE_RTTI=ON 和 LLVM_ENABLE_EH=ON（OrcV2 需要 RTTI）
• 链接库：llvm-core、llvm-support、llvm-orc、llvm-executionengine、llvm-irreader、llvm-bitwriter 等
• C++ 标准至少 C++17（OrcV2 大量使用 std::optional、concepts 风格接口）

构建模块：手动创建 Function + BasicBlock + Instructions

跳过前端解析，直接在内存中构造 LLVM IR：

• 用 llvm::LLVMContext、llvm::Module、llvm::IRBuilder 创建函数
• 例如实现一个加法函数：int add(int a, int b) { return a + b; }
• 注意：必须设置函数调用约定（CallingConv::C）、返回类型、参数名，并将函数加入 Module
• 最后调用 module->dump() 可查看生成的 IR（调试必备）

配置 ORCv2 JIT：ExecutionSession + Dylib + CompileLayer

LLVM 14+ 推荐使用 orc::ExecutionSession + orc::EPCExecutorProcessControl + orc::TidyIRCompileLayer：

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• 创建 ExecutionSession 和共享资源（如符号查找器）
• 用 orc::RTDyldObjectLinkingLayer 管理对象文件链接
• 用 orc::IRCompileLayer 将 Module 编译为 object code（自动选择 TargetMachine）
• 通过 addIRModule 注册模块，返回 orc::MaterializationUnit 句柄

获取并调用函数指针：getSymbolAddress + reinterpret_cast

JIT 编译后，需从符号表提取函数地址并转为可调用指针：

• 调用 jit_lookup("add")（封装了 ES.lookup(...)）获取 JITEvaluatedSymbol
• 检查 symbol.getAddress() 是否非零，再用 reinterpret_cast<int></int> 强转
• 直接调用该函数指针，效果等同于本地 C 函数 —— 这就是 JIT 的本质：运行时生成、加载、执行
• 注意：若函数含全局变量或调用外部函数（如 printf），需提前注册符号解析器（SymbolResolver）

基本上就这些。不复杂但容易忽略细节：上下文生命周期管理、模块所有权转移、符号名是否以 @ 开头、JIT 内存权限（Linux 上可能需 mprotect 设置可执行）。跑通一个 add 函数后，再逐步支持常量、控制流、多函数调用，就自然进入 JIT 深水区了。

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