在C++中使用LLVM的JIT功能进行代码优化：Optimization passes--PassManagerBuilder

今天找了一天的在LLVM中如何进行代码优化的方法。

一开始在谷歌搜索LLVM JIT，看到了LLVM的官方教程：
1. Building a JIT: Starting out with KaleidoscopeJIT
1.构建JIT：从KaleidoscopeJIT开始
然后我看得头都要大了，而且仍然不知道改怎么进行中间代码优化。
我看到了另一篇博客：编译器架构的王者LLVM——（12）使用JIT引擎，写得不错，但帮助不大。

随后我看了stackoverflow上的一个提问：Call LLVM Jit from c program
里面的问题是如何在LLVM中读取bc文件，也就是LLVM 中间代码(LLVM ir bitcode)，然后进行运行。
示例代码如下：

#include <string>
#include <memory>
#include <iostream>#include <llvm/LLVMContext.h>
#include <llvm/Target/TargetSelect.h>
#include <llvm/Bitcode/ReaderWriter.h>
#include <llvm/ExecutionEngine/ExecutionEngine.h>
#include <llvm/ModuleProvider.h>
#include <llvm/Support/MemoryBuffer.h>
#include <llvm/ExecutionEngine/JIT.h>using namespace std;
using namespace llvm;int main()
{InitializeNativeTarget();llvm_start_multithreaded();LLVMContext context;string error;Module *m = ParseBitcodeFile(MemoryBuffer::getFile("tst.bc"), context, &error);ExecutionEngine *ee = ExecutionEngine::create(m);Function* func = ee->FindFunctionNamed("main");typedef void (*PFN)();PFN pfn = reinterpret_cast<PFN>(ee->getPointerToFunction(func));pfn();delete ee;
}

以及还有几个相关的提问：

c++ - Can I bind an existing method to a LLVM Function* and use it from JIT-compiled code? - Stack Overflow
c++ - How to generate machine code with llvm - Stack Overflow

然后我看到了另一个提问：c++ - LLVM: simple example of a just-in-time compilation - Stack Overflow。
有一个回答是推荐使用官方做的教程提供的KaleidoscopeJIT.h。
代码如下：

// Your existing includes here.
#include "llvm/Support/TargetSelect.h" // For InitializeNativeTarget() etc.
#include "KaleidoscopeJIT.h" int main() {// Your existing main body here.InitializeNativeTarget();InitializeNativeTargetAsmPrinter();InitializeNativeTargetAsmParser();orc::KaleidoscopeJIT jit;MyModule->setDataLayout(jit.getTargetMachine().createDataLayout());auto moduleHandle = jit.addModule(std::move(MyModule)); // JIT-compile MyModule.auto symbol = jit.findSymbol("sum"); // Get the compiled sum function.auto sumFunc = (int(*)(int, int)) symbol.getAddress(); // Cast it.auto result = sumFunc(42, 42); // Call it.assert(result == 84); // Voilà.
}

这个解决方法不错，但我是在做自己的编译器，想要的是官方自带的优化。

然后我在写文章：在Python中使用LLVM接口：llvmpy和llvmlite
我看到了llvmlite官方文档中的Optimization passes：LLVM gives you the opportunity to fine-tune optimization passes. Optimization passes are managed by a pass manager.
然后我找到了我需要的问题和回答：LLVM Optimization Using C++ API - Stack Overflow
使用方法如下：

头文件这么多的原因是我也不知道哪些头文件有用，于是全放上来了。
我使用的LLVM的版本是LLVM 3.9。

#include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"#include "llvm/Analysis/InlineCost.h"#include "llvm/Analysis/ProfileSummaryInfo.h"#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"#include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"#include "llvm/IR/CallSite.h"#include "llvm/IR/CallingConv.h"#include "llvm/IR/DataLayout.h"#include "llvm/IR/Instructions.h"#include "llvm/IR/Module.h"#include "llvm/IR/Type.h"#include "llvm/Transforms/IPO.h"
#include <llvm/IR/Value.h>
#include <llvm/IR/LLVMContext.h>
#include <llvm/IR/IRBuilder.h>
#include <llvm/IR/Module.h>
#include <llvm/IR/LegacyPassManager.h>
#include <llvm/IR/IRPrintingPasses.h>
#include "llvm/Pass.h"
#include "llvm/IR/Function.h"
#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
#include <llvm/Support/raw_ostream.h>
#include "llvm/ADT/iterator_range.h"
#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
#include "llvm/ExecutionEngine/ExecutionEngine.h"
#include "llvm/ExecutionEngine/JITSymbolFlags.h"
#include "llvm/ExecutionEngine/RTDyldMemoryManager.h"
#include "llvm/ExecutionEngine/RuntimeDyld.h"
#include "llvm/ExecutionEngine/SectionMemoryManager.h"
#include "llvm/ExecutionEngine/Orc/CompileUtils.h"
#include "llvm/ExecutionEngine/Orc/JITSymbol.h"
#include "llvm/ExecutionEngine/Orc/IRCompileLayer.h"
#include "llvm/ExecutionEngine/Orc/LambdaResolver.h"
#include "llvm/ExecutionEngine/Orc/ObjectLinkingLayer.h"
#include "llvm/IR/DataLayout.h"
#include "llvm/IR/Mangler.h"
#include "llvm/Support/DynamicLibrary.h"
#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
#include "llvm/Transforms/IPO/PassManagerBuilder.h"static string optimize(string llvm) {using namespace llvm;llvm::legacy::PassManager *pm = new llvm::legacy::PassManager();int optLevel = 3;int sizeLevel = 0;PassManagerBuilder builder;builder.OptLevel = optLevel;builder.SizeLevel = sizeLevel;builder.Inliner = createFunctionInliningPass(optLevel, sizeLevel);builder.DisableUnitAtATime = false;builder.DisableUnrollLoops = false;builder.LoopVectorize = true;builder.SLPVectorize = true;builder.populateModulePassManager(*pm);}

更多内容参考官方文档：Writing an LLVM Pass — LLVM 9 documentation

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