HaskellでLLVMを触る

samples

星にゃーん氏の

example

$ /usr/local/opt/llvm/bin/lli

構成としては

parser→AST→LLVMのAST

code:経過

自作言語.sc

↓ parser ┐

独自AST | Main.hs(自作しているところ)

↓ compiler |

LLVM AST |

↓ compiler | ←ここはほぼライブラリの力

LLVM IR.ll ┘

↓ llc

アセンブリ.s

↓ gcc

bin

使っているライブラリ

IRをきれいに出力してくれるもの？

ノリとしては、「llvm-hsのやり方がわかっている」というよりは、「llvm irの読み方がわかっている」と書ける感じなんだろうか

例えば最小のものを動かして見てみる

差をわかりやすくするためにわざと変な名前にしている

code:hs

compile :: AST.Exp -> Text

compile expr = ppllvm $ buildModule "moduleName" $ do

function "funcName" [] i32 $ \[] -> do

ret (int32 0)

出力

code:ll

; ModuleID = 'moduleName'

define external ccc i32 @funcName() {

ret i32 0

}

call <Operand関数> [(Operand, Ags),..]

code:c

int r = 1 + 1;

printf("%d\n", r);

イメージとしてはこんな感じになるはず

call printf [(文字列を表すOperand,[]), (r, [])]

externVarArgs

namedってなに

変数定義

alloca, store, loadなどを使う？

これをするとメモリスタックにallocateすることになる

もしくは定義のところはHaskellのtableで管理するのか

Stateモナドで管理している

両者の長短を知りたい

タイガーブックとかに書いてるんかな、後で読も..

関数定義

これとか参考になる？

Program [Assign "f" (Lambda "x" (Add (Var "x") (Nat 1)))]

Program [Assign "a" (Nat 3)]

無理やり合わすとしたら

LambdaのときのStringをAST型にする

VarのときのExpをStringにする

できるのか？

if文の作り方

どういう粒度でLLVMで関数に切り出すのか

関数を関数に切り出すのはわかるが、それ以外はあるのか

freshName :: MonadIRBuilder m => ShortByteString -> m Name

alloca

block :: MonadIRBuilder m => m Name

前のblockを終わらせて、新しいblockを始める

emitBlockStart :: MonadIRBuilder m => Name -> m ()

named :: MonadIRBuilder m => m r -> ShortByteString -> m r

似たような命令がたくさんある

br

condBr

select

switch

Swtich文のように分岐先が複数ある場合

code:ll

define i32 @branch(i32 %cond) {

entry:

%cond.addr = alloca i32, align 4

%i = alloca i32, align 4

store i32 %cond, i32* %cond.addr, align 4

store i32 -1, i32* %i, align 4

%0 = load i32, i32* %cond.addr, align 4

%cmp = icmp eq i32 %0, 0

br i1 %cmp, label %if.then, label %if.else

if.then:

store i32 0, i32* %i, align 4

br label %if.end

if.else:

store i32 1, i32* %i, align 4

br label %if.end

if.end:

%1 = load i32, i32* %i, align 4

ret i32 %1

}

br <比較式>, <thenの飛び先label>, <elseの飛び先label>

こういうのを目指せばいい

とりあえず、printfを実行するmainと、それ以外を作る関数を分けよう

もしくは、if文が来たときだけ関数をわけるか

code:ll

; ModuleID = 'main'

declare external ccc i32 @printf(i8*, ...)

define i32 @branch() {

br i1 1, label %then_0, label %else_0

then_0:

ret i32 1

else_0:

ret i32 0

}

define external ccc i32 @main() {

%1 = call i32 @branch()

ret i32 0

}

せいかい

code:ll

; ModuleID = '/tmp/webcompile/_16911_0.bc'

; Function Attrs: noinline nounwind optnone

%2 = alloca i32, align 4

%3 = alloca i32, align 4

store i32 %0, i32* %3, align 4

%4 = load i32, i32* %3, align 4

%5 = icmp sgt i32 %4, 1

br i1 %5, label %6, label %12

; <label>:6: ; preds = %1

%7 = load i32, i32* %3, align 4

%8 = sub nsw i32 %7, 1

%9 = call i32 @branch(i32 %8)

%10 = load i32, i32* %3, align 4

%11 = mul nsw i32 %9, %10

store i32 %11, i32* %2, align 4

br label %13

; <label>:12: ; preds = %1

store i32 1, i32* %2, align 4

br label %13

; <label>:13: ; preds = %12, %6

%14 = load i32, i32* %2, align 4

ret i32 %14

}

; Function Attrs: noinline nounwind optnone

%1 = alloca i32, align 4

store i32 0, i32* %1, align 4

%2 = call i32 @branch(i32 5)

ret i32 0

}

code:c

int branch(int cond) {

if (cond > 1) {

return branch(cond -1) * cond;

}else{

return 1;

}

}

int main() {

printf("%d\n", branch(5));

return 0;

}