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easy just in time

C/C++

1.0.0

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Easy::jit：C++ 即時編譯器

關於

Easy::jit 是一個編譯器輔助函式庫，可以為 C++ 程式碼產生簡單的即時程式碼。

會談

Easy::jit 在 EuroLLVM'18
Easy::jit 在 FOSDEM'18

大樓

首先，安裝 clang 和 LLVM。

apt install llvm-6.0-dev llvm-6.0-tools clang-6.0

然後，配置並編譯專案。

cmake -DLLVM_DIR=/usr/lib/llvm-6.0/cmake < path_to_easy_jit_src >
cmake --build .

若要建置範例，請安裝 opencv 庫，並將標誌-DEASY_JIT_EXAMPLE=1新增至 cmake 指令。

若要啟用基準測試，請安裝 google 基準測試框架，並將標誌-DEASY_JIT_BENCHMARK=1 -DBENCHMARK_DIR=<path_to_google_benchmark_install>新增至 cmake 指令。

一切準備就緒，可以出發了！

碼頭工人

如果您只想對專案進行快速測試，可以使用 docker 來使用它。為此，請使用<path_to_easy_jit_src>/misc/docker中的腳本從目前目錄產生 Dockerfile，然後產生 docker 實例。

python3 < path_to_easy_jit_src > /misc/docker/GenDockerfile.py  < path_to_easy_jit_src > /.travis.yml > Dockerfile
docker build -t easy/test -f Dockerfile
docker run -ti easy/test /bin/bash

基本用法

使用 Easy::Jit 編譯我的項目

由於 Easy::Jit 函式庫依賴編譯器的幫助，因此必須載入編譯器外掛才能使用它。標誌-Xclang -load -Xclang <path_to_easy_jit_build>/bin/EasyJitPass.so載入插件。

包含的頭檔需要 C++14 支持，並記住添加包含目錄！使用--std=c++14 -I<path_to_easy_jit_src>/cpplib/include 。

最後，必須使用-L<path_to_easy_jit_build>/bin -lEasyJitRuntime將二進位檔案連結到 Easy::Jit 運行時庫。

將所有內容放在一起，我們得到以下命令。

clang++-6.0 --std=c++14 < my_file.cpp > 
  -Xclang -load -Xclang /path/to/easy/jit/build/bin/bin/EasyJitPass.so 
  -I < path_to_easy_jit_src > /cpplib/include 
  -L < path_to_easy_jit_build > /bin -lEasyJitRuntime

在我的專案中使用 Easy::Jit

考慮以下來自對視訊串流應用影像濾鏡的軟體的程式碼。在以下部分中，我們將對其進行調整以使用 Easy::jit 庫。要最佳化的函數是kernel ，它在整個影像上應用掩模。

光罩、其尺寸和麵積不會經常改變，因此專門化這些參數的函數似乎是合理的。此外，影像尺寸和通道數量在整個執行過程中通常保持不變；然而，不可能知道它們的值，因為它們依賴流。

 static void kernel ( const char * mask, unsigned mask_size, unsigned mask_area,
                   const unsigned char * in, unsigned char * out,
                   unsigned rows, unsigned cols, unsigned channels) {
  unsigned mask_middle = (mask_size/ 2 + 1 );
  unsigned middle = (cols+ 1 )*mask_middle;

  for ( unsigned i = 0 ; i != rows-mask_size; ++i) {
    for ( unsigned j = 0 ; j != cols-mask_size; ++j) {
      for ( unsigned ch = 0 ; ch != channels; ++ch) {

        long out_val = 0 ;
        for ( unsigned ii = 0 ; ii != mask_size; ++ii) {
          for ( unsigned jj = 0 ; jj != mask_size; ++jj) {
            out_val += mask[ii*mask_size+jj] * in[((i+ii)*cols+j+jj)*channels+ch];
          }
        }
        out[(i*cols+j+middle)*channels+ch] = out_val / mask_area;
      }
    }
  }
}

static void apply_filter ( const char *mask, unsigned mask_size, unsigned mask_area, cv::Mat &image, cv::Mat *&out) {
  kernel (mask, mask_size, mask_area, image. ptr ( 0 , 0 ), out-> ptr ( 0 , 0 ), image. rows , image. cols , image. channels ());
}

該函式庫的主要頭檔是easy/jit.h ，其中導出了該函式庫的唯一核心函數。這個函數被稱為－猜猜怎麼呼叫？ -- easy::jit 。我們在文件頂部新增對應的 include 指令。

# include < easy/jit.h >

透過呼叫easy::jit ，我們專門化了該函數並獲得了一個僅包含兩個參數（輸入和輸出幀）的新函數。

 static void apply_filter ( const char *mask, unsigned mask_size, unsigned mask_area, cv::Mat &image, cv::Mat *&out) {
  using namespace std ::placeholders ;

  auto kernel_opt = easy::jit (kernel, mask, mask_size, mask_area, _1, _2, image. rows , image. cols , image. channels ());
  kernel_opt (image. ptr ( 0 , 0 ), out-> ptr ( 0 , 0 ));
}

推斷在運行時公開哪些函數

Easy::jit 嵌入了函數的 LLVM 位元碼表示，以便在執行時間在二進位程式碼中進行專門化。為此，庫需要存取這些函數的實作。 Easy::jit 努力推斷哪些函數在運行時是專門的，但在許多情況下這是不可能的。

在這種情況下，可以使用EASY_JIT_EXPOSE宏，如下列程式碼所示，

 void EASY_JIT_EXPOSE kernel () { /* ... */ }

或在編譯期間使用正規表示式。下面的命令導出名稱以“^kernel”開頭的所有函數。

clang++ ... -mllvm -easy-export= " ^kernel.* "  ...

快取

與easy/jit.h頭檔並行，還有easy/code_cache.h ，它提供程式碼快取以避免重新編譯已產生的函數。

下面我們展示了上一節中的程式碼，但適用於使用程式碼快取。

# include < easy/code_cache.h >

 static void apply_filter ( const char *mask, unsigned mask_size, unsigned mask_area, cv::Mat &image, cv::Mat *&out) {
  using namespace std ::placeholders ;

  static easy::Cache<> cache;
  auto const &kernel_opt = cache. jit (kernel, mask, mask_size, mask_area, _1, _2, image. rows , image. cols , image. channels ());
  kernel_opt (image. ptr ( 0 , 0 ), out-> ptr ( 0 , 0 ));
}