在LLVM-CAPI中确定和设置主机目标和指令扩展

下面冗长的C程序生成一个简单的LLVM模块，其中包含一个函数，该函数只调用

LLVM.x86.sse41.round.ps

。它发出位代码文件，然后运行LLVM生成的代码。我的问题是如何找到主机的目标三元组和指令扩展（如SSE或AVX），如何将此信息添加到LLVM模块，或者如何将其告知LLVM执行引擎。以下是我的工作：

$ cat ctest/avx-instruction-selection.c
#include <llvm-c/Core.h>
#include <llvm-c/Target.h>
#include <llvm-c/ExecutionEngine.h>
#include <llvm-c/BitWriter.h>
#include <llvm-c/Transforms/Scalar.h>

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#if 1
const int vectorSize = 4;
const char* roundName = "llvm.x86.sse41.round.ps";
#else
const int vectorSize = 8;
const char* roundName = "llvm.x86.avx.round.ps.256";
#endif

int main ()
{
  LLVMModuleRef module;
  LLVMExecutionEngineRef execEngine;
  LLVMTargetDataRef targetData;
  LLVMTypeRef floatType, vectorType, ptrType, voidType, funcType, roundType, int32Type;
  LLVMValueRef func, roundFunc;
  LLVMValueRef param, loaded, const1, callRound;
  LLVMBuilderRef builder;
  LLVMBasicBlockRef block;
  const int false = 0;

  LLVMInitializeX86TargetInfo();
  LLVMInitializeX86Target();
  LLVMInitializeX86TargetMC();
  module = LLVMModuleCreateWithName("_module");
  LLVMSetTarget(module, "x86_64-unknown-linux-gnu");
  floatType = LLVMFloatType();
  vectorType = LLVMVectorType(floatType, vectorSize);
  ptrType = LLVMPointerType(vectorType, 0);
  voidType = LLVMVoidType();
  LLVMTypeRef roundParams[] = { ptrType };
  roundType = LLVMFunctionType(voidType, roundParams, 1, false);
  func = LLVMAddFunction(module, "round", roundType);
  LLVMSetLinkage(func, LLVMExternalLinkage);
  builder = LLVMCreateBuilder();
  block = LLVMAppendBasicBlock(func, "_L1");
  LLVMPositionBuilderAtEnd(builder, block);
  param = LLVMGetParam(func, 0);
  loaded = LLVMBuildLoad(builder, param, "");
  int32Type = LLVMIntType(32);
  LLVMTypeRef funcParams[] = { vectorType, int32Type } ;
  funcType = LLVMFunctionType(vectorType, funcParams, 2, false);
  roundFunc = LLVMAddFunction(module, roundName, funcType);
  LLVMSetLinkage(roundFunc, LLVMExternalLinkage);
  const1 = LLVMConstInt(int32Type, 1, false);
  LLVMValueRef callParams [] = { loaded, const1 } ;
  callRound = LLVMBuildCall(builder, roundFunc, callParams, 2, "");
  LLVMSetInstructionCallConv(callRound, 0);
  LLVMAddInstrAttribute(callRound, 0, 0);
  LLVMBuildStore(builder, callRound, param);
  LLVMBuildRetVoid(builder);
  LLVMWriteBitcodeToFile(module, "round-avx.bc");
  char *errorMsg;
  LLVMCreateExecutionEngineForModule(&execEngine, module, &errorMsg);
  targetData = LLVMGetExecutionEngineTargetData(execEngine);
  size_t vectorSize0 = LLVMStoreSizeOfType(targetData, vectorType);
  size_t vectorAlign = LLVMABIAlignmentOfType(targetData, vectorType);
  float vector[vectorSize];
  printf("%lx, size %lx, align %lx\n", (size_t)vector, vectorSize0, vectorAlign);
  LLVMGenericValueRef genericVector = LLVMCreateGenericValueOfPointer(vector);
  LLVMGenericValueRef runParams[] = { genericVector } ;
  LLVMRunFunction(execEngine, func, 1, runParams);
  return 0;
}

$ gcc -Wall -o ctest/avx-instruction-selection ctest/avx-instruction-selection.c `/usr/lib/llvm-3.4/bin/llvm-config --cflags --ldflags` -lLLVM-3.4

$ ctest/avx-instruction-selection
7fff590431c0, size 10, align 10

$ ls round-avx.bc
round-avx.bc

$ llvm-dis -o - round-avx.bc
; ModuleID = 'round-avx.bc'
target triple = "x86_64-unknown-linux-gnu"

define void @round(<4 x float>*) {
_L1:
  %1 = load <4 x float>* %0
  %2 = call <4 x float> @llvm.x86.sse41.round.ps(<4 x float> %1, i32 1)
  store <4 x float> %2, <4 x float>* %0
  ret void
}

; Function Attrs: nounwind readnone
declare <4 x float> @llvm.x86.sse41.round.ps(<4 x float>, i32) #0

attributes #0 = { nounwind readnone }

$ gcc -Wall -o ctest/avx-instruction-selection ctest/avx-instruction-selection.c `/usr/lib/llvm-3.5/bin/llvm-config --cflags --ldflags` -lLLVM-3.5

$ ctest/avx-instruction-selection
7ffed6170350, size 10, align 10
LLVM ERROR: Cannot select: intrinsic %llvm.x86.sse41.round.ps

$ gcc -Wall -o ctest/avx-instruction-selection ctest/avx-instruction-selection.c `/usr/lib/llvm-3.6/bin/llvm-config --cflags --ldflags` -lLLVM-3.6

$ ctest/avx-instruction-selection
7ffeae91eb40, size 10, align 10
LLVM ERROR: Target does not support MC emission!

$ gcc -Wall -o ctest/avx-instruction-selection ctest/avx-instruction-selection.c `/usr/lib/llvm-3.7/bin/llvm-config --cflags --ldflags` -lLLVM-3.7

$ ctest/avx-instruction-selection
7fffb6464ea0, size 10, align 10
LLVM ERROR: Target does not support MC emission!

$ gcc -Wall -o ctest/avx-instruction-selection ctest/avx-instruction-selection.c `/usr/lib/llvm-3.8/bin/llvm-config --cflags --ldflags` -lLLVM-3.8

$ ctest/avx-instruction-selection
7ffd5e233000, size 10, align 10
LLVM ERROR: Target does not support MC emission!

$cat ctest/avx指令选择.c
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#如果1
const int vectorSize=4；
const char*roundName=“llvm.x86.sse41.round.ps”；
#否则
const int vectorSize=8；
const char*roundName=“llvm.x86.avx.round.ps.256”；
#恩迪夫
int main（）
{
LLVMModuleRef模块；
LLVMExecutionEngineRef ExecutionEngine；
LLVMTargetDataRef targetData；
LLVMTypeRef floatType、vectorType、ptrType、voidType、funcType、roundType、int32Type；
LLVMValueRef func、roundFunc；
LLVMValueRef参数，已加载，常量1，调用轮；
LLVMBuilderRef生成器；
LLVMBasicBlockRef区块；
常数int false=0；
LLVMInitializeX86TargetInfo（）；
LLVMInitializeX86Target（）；
LLVMInitializeX86TargetMC（）；
module=LLVMModuleCreateWithName（“_module”）；
LLVMSetTarget（模块，“x86_64-unknown-linux-gnu”）；
floatType=LLVMFloatType（）；
vectorType=LLVMVectorType（floatType，vectorSize）；
ptrType=LLVMPointerType（vectorType，0）；
voidType=LLVMVoidType（）；
LLVMTypeRef roundParams[]={ptrType}；
roundType=LLVMFunctionType（voidType，roundParams，1，false）；
func=LLVMAddFunction（模块“圆形”，圆形类型）；
LLVMSetLinkage（func，LLVMExternalLinkage）；
builder=LLVMCreateBuilder（）；
block=LLVMAppendBasicBlock（func，“_L1”）；
LLVMPositionBuilderEnd（建筑商、区块）；
param=LLVMGetParam（func，0）；
loaded=LLVMBuildLoad（生成器，参数“”）；
int32Type=LLVMIntType（32）；
LLVMTypeRef函数参数[]={vectorType，int32Type}；
funcType=LLVMFunctionType（vectorType，funcParams，2，false）；
roundFunc=LLVMAddFunction（模块、roundName、funcType）；
LLVMSetLinkage（roundFunc，LLVMExternalLinkage）；
const1=llvmconstant（int32Type，1，false）；
LLVMValueRef调用参数[]={loaded，const1}；
callRound=LLVMBuildCall（builder，roundFunc，callParams，2，“”；
LLVMSetInstructionCallConv（callRound，0）；
LLVMAddInstrAttribute（callRound，0,0）；
LLVMBuildStore（builder、callRound、param）；
LLVMBuildRetVoid（建筑商）；
LLVMWriteBitCodeFile（模块，“round avx.bc”）；
char*errorMsg；
LLVMCreateExecutionEngineForModule（&ExecutEngine，module，&errorMsg）；
targetData=LLVMGetExecutionEngineTargetData（ExecuteEngine）；
size_t vectorSize0=LLVMStoreSizeOfType（targetData，vectorType）；
size_t vectorAlign=LLVMABIAlignmentOfType（targetData，vectorType）；
浮点向量[向量大小]；
printf（“%lx，大小%lx，对齐%lx\n”，（大小）向量，向量大小0，向量对齐）；
LLVMGenericValueRef genericVector=LLVMCreateGenericValueOfPointer（向量）；
LLVMGenericValueRef运行参数[]={genericVector}；
LLVMRunFunction（execEngine，func，1，runParams）；
返回0；
}
$gcc-Wall-o ctest/avx指令选择ctest/avx指令选择.c`/usr/lib/llvm-3.4/bin/llvm-config--cflags--ldflags`-lLLVM-3.4
$ctest/avx指令选择
7fff590431c0，尺寸10，对齐10
$ls round-avx.bc
round-avx.bc
$llvm dis-o-round-avx.bc
; ModuleID='round avx.bc'
target triple=“x86_64-unknown-linux-gnu”
在圆形（*）处定义void{
_L1:
%1=加载*%0
%2=调用@llvm.x86.sse41.round.ps（%1，i32 1）
存储%2，*%0
ret void
}
; 函数属性：nounwind readnone
声明@llvm.x86.sse41.round.ps（，i32）#0
属性#0={none}
$gcc-Wall-o ctest/avx指令选择ctest/avx指令选择.c`/usr/lib/llvm-3.5/bin/llvm-config--cflags--ldflags`-lLLVM-3.5
$ctest/avx指令选择
7ffed6170350，尺寸10，对齐10
LLVM错误：无法选择：内在%LLVM.x86.sse41.round.ps
$gcc-Wall-o ctest/avx指令选择ctest/avx指令选择.c`/usr/lib/llvm-3.6/bin/llvm-config--cflags--ldflags`-lLLVM-3.6
$ctest/avx指令选择
7ffeae91eb40，尺寸10，对齐10
LLVM错误：目标不支持MC发射！
$gcc-Wall-o ctest/avx指令选择ctest/avx指令选择.c`/usr/lib/llvm-3.7/bin/llvm-config--cflags--ldflags`-lLLVM-3.7
$ctest/avx指令选择
7fffb6464ea0，尺寸10，对齐10
LLVM错误：目标不支持MC发射！
$gcc-Wall-o ctest/avx指令选择ctest/avx指令选择.c`/usr/lib/llvm-3.8/bin/llvm-config--cflags--ldflags`-lLLVM-3.8
$ctest/avx指令选择
7ffd5e233000，尺寸10，对齐10
LLVM错误：目标不支持MC发射！

总结：对于LLVM-3.4，示例有效；对于LLVM-3.5，内部函数

round.ps

无法找到；对于LLVM-3.6，以及后来提到的MC排放，我不理解

据我所知，LLVM-3.5没有找到

round.ps

的内在特性，我猜它找不到它，因为我没有告诉它现有的SSE扩展。当运行

llc

时，我可以添加选项

-mattr=sse4.1

，但我如何将其告知执行引擎

第二个问题：如何通过LLVM-CAPI了解主机的可用指令扩展，如SSE？在x86上，我可以调用CPUID指令，但是有没有一种方法可以在所有平台上统一工作，并且LLVM可以帮助检测扩展

第三个问题：我已将目标三元组硬编码到C代码中。如何通过LLVM-CAPI找到主机目标三元组

---

最后一个问题：MC排放错误如何？

经过多次尝试，我认为答案如下：

更换管路

LLVMInitializeX86TargetInfo();
LLVMInitializeX86Target();
LLVMInitializeX86TargetMC();

借

替换对

LLVMCreateExecutionEngineForModule的调用
LLVMInitializeNativeTarget();
LLVMInitializeNativeAsmPrinter();
LLVMInitializeNativeAsmParser();

#define LLVM_VERSION (LLVM_VERSION_MAJOR * 100 + LLVM_VERSION_MINOR)

LLVMBool LLVMCreateExecutionEngineForModuleCPU
    (LLVMExecutionEngineRef *OutEE,
     LLVMModuleRef M,
     char **OutError) {
  std::string Error;
#if LLVM_VERSION < 306
  EngineBuilder builder(unwrap(M));
#else
  EngineBuilder builder(std::unique_ptr<Module>(unwrap(M)));
#endif
  builder.setEngineKind(EngineKind::Either)
         .setMCPU(sys::getHostCPUName().data())
         .setErrorStr(&Error);
  if (ExecutionEngine *EE = builder.create()){
    *OutEE = wrap(EE);
    return 0;
  }
  *OutError = strdup(Error.c_str());
  return 1;
}

float vector[vectorSize] __attribute__((aligned(32)));

void (*funcPtr) (float *);
funcPtr = LLVMGetPointerToGlobal(execEngine, func);
funcPtr(vector);