MLIRについて勉強している。
独自言語を作成し、その中間表現をMLIRを使って表現してみることに挑戦する。
ここで想定する流れは以下の通りだ。
- 独自言語(MYSV : System Verilogオリジナル改造バージョン) を読み込んで、独自形式でASTを作成する
- MYSVのASTをMLIRのツリーに変換する
- MLIRのツリーをダンプする
次は、最適化の実装をするためにいくつか言語拡張をしていく。
Toy言語の場合は、Transpose(Transpose(A))の場合にはTransposeしない、という最適化を例に紹介がされている。
https://mlir.llvm.org/docs/Tutorials/Toy/Ch-3/
ただし自分の作っているMYSVはそういう構文を持っていないため、違う最適化の余地を実験してみたい。例えばこんな感じだ。
assign A = 0; assign B = A;
この場合、最適化を行って、
assign B = 0;
という結論を導き出してくれれば嬉しい。こういうのはできないものだろうか。
このためには、まず自分のMYSVを拡張する必要がある。拡張するポイントは以下のようになるだろう。
assign文のオペランドが変数を受け取るようにする(現在は定数のみ)
このためにASTの拡張を行おう。まず、式Exprが定数も変数も受け取れるようにする。
+++ b/mlir/examples/mysv/AST.cpp @@ -26,6 +26,7 @@ class ASTDumper { void dump(AssignExprAST *assignExpr); void dump(ExprAST *expr); void dump(NumberExprAST *num); + void dump(VarExprAST *name);
Parserは、Assign文の=の次が何であるかに従ってParseの切り替えを行う。
--- a/mlir/examples/mysv/include/Parser.h +++ b/mlir/examples/mysv/include/Parser.h @@ -66,6 +66,40 @@ private: return result; } + /// identifierexpr + /// ::= identifier + std::unique_ptr<ExprAST> parseIdentifierExpr() { + std::string name(lexer.getId()); + + auto loc = lexer.getLastLocation(); + lexer.getNextToken(); // eat identifier. + + return std::make_unique<VarExprAST>(std::move(loc), name); + } + + /// primary + /// ::= identifierexpr + /// ::= numberexpr + std::unique_ptr<ExprAST> parsePrimary() { + switch (lexer.getCurToken()) { + default: + llvm::errs() << "unknown token '" << lexer.getCurToken() + << "' when expecting an expression\n"; + return nullptr; + case tok_identifier: + return parseIdentifierExpr(); + case tok_number: + return parseNumberExpr(); + } + } + + std::unique_ptr<ExprAST> parseExpr() { + auto lhs = parsePrimary(); + if (!lhs) + return nullptr; + return lhs; + } + /// Parse a variable declaration, it starts with a `var` keyword followed by /// and identifier and an optional type (shape specification) before the /// initializer. @@ -84,7 +118,7 @@ private: lexer.consume(Token('=')); - auto expr = parseNumberExpr(); + auto expr = parseExpr(); lexer.consume(Token(';')); return std::make_unique<AssignExprAST>(std::move(loc), std::move(id), std::move(expr));
VarExprASTクラスを新たに作成する。ここではclassofメソッドを追加することでLLVMのTypeSwitchを使えることができるようになる。
+/// Expression class for variable literals. +class VarExprAST : public ExprAST { + std::string name; + + public: + VarExprAST(Location loc, llvm::StringRef name) + : ExprAST(Expr_Var, std::move(loc)), name(name) {} + + llvm::StringRef getName() { return name; } + + /// LLVM style RTTI + static bool classof(const ExprAST *c) { return c->getKind() == Expr_Var; } +}; +
ExprAST用のmlirGenを新たに用意する。ASTの形式に従ってVarExprASTをベースにMLIRを生成するか、NumberExprASTをベースにMLIRを生成するか切り分ける。
+ /// Dispatch codegen for the right expression subclass using RTTI. + mlir::Value mlirGen(ExprAST &expr) { + switch (expr.getKind()) { + case mysv::ExprAST::Expr_Var: + return mlirGen(cast<VarExprAST>(expr)); + case mysv::ExprAST::Expr_Num: + return mlirGen(cast<NumberExprAST>(expr)); + default: + emitError(loc(expr.loc())) + << "MLIR codegen encountered an unhandled expr kind '" + << Twine(expr.getKind()) << "'"; + return nullptr; + } + } + /// Emit a literal/constant array. It will be emitted as a flattened array of /// data in an Attribute attached to a `mysv.constant` operation. @@ -121,6 +136,19 @@ class MLIRGenImpl { return builder.create<ConstantOp>(loc(lit.loc()), elementType, lit.getValue()); } + + /// This is a reference to a variable in an expression. The variable is + /// expected to have been declared and so should have a value in the symbol + /// table, otherwise emit an error and return nullptr. + mlir::Value mlirGen(VarExprAST &expr) { + if (auto variable = symbolTable.lookup(expr.getName())) + return variable; + + emitError(loc(expr.loc()), "error: unknown variable '") + << expr.getName() << "'"; + return nullptr; + } +
まずはASTでダンプしてみる。
$ ./bin/mysv --emit=ast ../mlir/examples/mysv/test/assign_var.sv
Module:
assign A @../mlir/examples/mysv/test/assign_var.sv:1:1
0 @../mlir/examples/mysv/test/assign_var.sv:1:12
assign Hoge @../mlir/examples/mysv/test/assign_var.sv:2:1
A @../mlir/examples/mysv/test/assign_var.sv:2:15
つぎはMLIRでダンプしてみる。
./bin/mysv --emit=mlir ../mlir/examples/mysv/test/assign_var.sv
loc("../mlir/examples/mysv/test/assign_var.sv":2:15): error: error: unknown variable 'A'
module {
%0 = "mysv.constant"() {value = 3 : si64} : () -> i64
}
あれ？1文しか出力されないし、変数Aが無かったことになっている。これはなんだろう。
