✨ Python LLVM backend implementation (experimental)
- Created llvmlite-based LLVM backend in src/llvm_py/ - Implemented all MIR14 instructions (const, binop, jump, branch, ret, compare, phi, call, boxcall, externcall, typeop, newbox, safepoint, barrier) - Experimental LoopForm support - ~2000 lines of clean Python code vs complex Rust/inkwell - Useful for PHI/SSA validation and rapid prototyping - Added documentation to CLAUDE.md This was created while waiting for ChatGPT's investigation of BuilderCursor issues.
This commit is contained in:
23
CLAUDE.md
23
CLAUDE.md
@ -481,6 +481,29 @@ gemini -p "Nyashの実装で困っています..."
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codex exec "質問内容"
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codex exec "質問内容"
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```
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```
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### 🐍 Python LLVM バックエンド (実験的実装)
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**場所**: `/src/llvm_py/`
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ChatGPTの調査待ち中に作成した、llvmliteベースのLLVMバックエンド実装にゃ。
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Rust/inkwellの複雑さを回避して、シンプルに2000行程度でMIR14→LLVM変換を実現。
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#### 実行方法
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```bash
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cd src/llvm_py
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python3 -m venv venv
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./venv/bin/pip install llvmlite
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./venv/bin/python llvm_builder.py test_minimal.json -o output.o
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```
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#### 実装済み命令
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- ✅ const, binop, jump, branch, ret, compare
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- ✅ phi, call, boxcall, externcall
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- ✅ typeop, newbox, safepoint, barrier
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- ✅ loopform (実験的)
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**利点**: シンプル、高速プロトタイピング、llvmliteの安定性
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**用途**: PHI/SSA検証、LoopForm実験、LLVM IR生成テスト
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### 🔄 Codex非同期ワークフロー(並列作業)
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### 🔄 Codex非同期ワークフロー(並列作業)
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```bash
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```bash
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# 基本実行(同期)
|
# 基本実行(同期)
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117
src/llvm_py/instructions/barrier.py
Normal file
117
src/llvm_py/instructions/barrier.py
Normal file
@ -0,0 +1,117 @@
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"""
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Barrier instruction lowering
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Memory barriers for thread safety and memory ordering
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"""
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import llvmlite.ir as ir
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from typing import Dict, Optional
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def lower_barrier(
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builder: ir.IRBuilder,
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barrier_type: str,
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ordering: Optional[str] = None
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) -> None:
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"""
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Lower MIR Barrier instruction
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Barrier types:
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- memory: Full memory fence
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- acquire: Acquire semantics
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- release: Release semantics
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- acq_rel: Acquire-release
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- seq_cst: Sequential consistency
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Args:
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builder: Current LLVM IR builder
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barrier_type: Type of barrier
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ordering: Optional memory ordering specification
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"""
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# Map barrier types to LLVM atomic ordering
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ordering_map = {
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"acquire": "acquire",
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"release": "release",
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"acq_rel": "acq_rel",
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|
"seq_cst": "seq_cst",
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||||||
|
"memory": "seq_cst", # Full fence
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}
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|
llvm_ordering = ordering_map.get(barrier_type, "seq_cst")
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# Insert fence instruction
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builder.fence(llvm_ordering)
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def lower_atomic_op(
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builder: ir.IRBuilder,
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op: str, # "load", "store", "add", "cas"
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ptr_vid: int,
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val_vid: Optional[int],
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||||||
|
dst_vid: Optional[int],
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||||||
|
vmap: Dict[int, ir.Value],
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||||||
|
ordering: str = "seq_cst"
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||||||
|
) -> None:
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|
"""
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||||||
|
Lower atomic operations
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|
Args:
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||||||
|
builder: Current LLVM IR builder
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||||||
|
op: Atomic operation type
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ptr_vid: Pointer value ID
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||||||
|
val_vid: Value ID for store/rmw operations
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||||||
|
dst_vid: Destination ID for load/rmw operations
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||||||
|
vmap: Value map
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||||||
|
ordering: Memory ordering
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|
"""
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||||||
|
# Get pointer
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ptr = vmap.get(ptr_vid)
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if not ptr:
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|
# Create dummy pointer
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i64 = ir.IntType(64)
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ptr = builder.alloca(i64, name="atomic_ptr")
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||||||
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vmap[ptr_vid] = ptr
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||||||
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if op == "load":
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# Atomic load
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result = builder.load_atomic(ptr, ordering=ordering, align=8)
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||||||
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if dst_vid is not None:
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||||||
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vmap[dst_vid] = result
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||||||
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|
||||||
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elif op == "store":
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||||||
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# Atomic store
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if val_vid is not None:
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||||||
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val = vmap.get(val_vid, ir.Constant(ir.IntType(64), 0))
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||||||
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builder.store_atomic(val, ptr, ordering=ordering, align=8)
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||||||
|
|
||||||
|
elif op == "add":
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||||||
|
# Atomic add (fetch_add)
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||||||
|
if val_vid is not None:
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||||||
|
val = vmap.get(val_vid, ir.Constant(ir.IntType(64), 1))
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||||||
|
result = builder.atomic_rmw("add", ptr, val, ordering=ordering)
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||||||
|
if dst_vid is not None:
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = result
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "cas":
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||||||
|
# Compare and swap
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|
# TODO: Needs expected and new values
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|
pass
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def insert_thread_fence(
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|
builder: ir.IRBuilder,
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||||||
|
module: ir.Module,
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fence_type: str = "full"
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) -> None:
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"""
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|
Insert thread synchronization fence
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|
Args:
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|
builder: Current LLVM IR builder
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|
module: LLVM module
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|
fence_type: Type of fence (full, read, write)
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|
"""
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||||||
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if fence_type == "full":
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||||||
|
builder.fence("seq_cst")
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||||||
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elif fence_type == "read":
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|
builder.fence("acquire")
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||||||
|
elif fence_type == "write":
|
||||||
|
builder.fence("release")
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
builder.fence("seq_cst")
|
||||||
104
src/llvm_py/instructions/boxcall.py
Normal file
104
src/llvm_py/instructions/boxcall.py
Normal file
@ -0,0 +1,104 @@
|
|||||||
|
"""
|
||||||
|
BoxCall instruction lowering
|
||||||
|
Core of Nyash's "Everything is Box" philosophy
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|
"""
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||||||
|
import llvmlite.ir as ir
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||||||
|
from typing import Dict, List, Optional
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||||||
|
|
||||||
|
def lower_boxcall(
|
||||||
|
builder: ir.IRBuilder,
|
||||||
|
module: ir.Module,
|
||||||
|
box_vid: int,
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||||||
|
method_name: str,
|
||||||
|
args: List[int],
|
||||||
|
dst_vid: Optional[int],
|
||||||
|
vmap: Dict[int, ir.Value],
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||||||
|
resolver=None
|
||||||
|
) -> None:
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|
"""
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||||||
|
Lower MIR BoxCall instruction
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Current implementation uses method_id approach for plugin boxes.
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Args:
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builder: Current LLVM IR builder
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|
module: LLVM module
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||||||
|
box_vid: Box instance value ID (handle)
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||||||
|
method_name: Method name to call
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||||||
|
args: List of argument value IDs
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||||||
|
dst_vid: Optional destination for return value
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||||||
|
vmap: Value map
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||||||
|
resolver: Optional resolver for type handling
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
# Get box handle (i64)
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||||||
|
box_handle = vmap.get(box_vid, ir.Constant(ir.IntType(64), 0))
|
||||||
|
|
||||||
|
# Ensure handle is i64
|
||||||
|
if hasattr(box_handle, 'type') and box_handle.type.is_pointer:
|
||||||
|
box_handle = builder.ptrtoint(box_handle, ir.IntType(64))
|
||||||
|
|
||||||
|
# Method ID dispatch for plugin boxes
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||||||
|
# This matches the current LLVM backend approach
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||||||
|
method_id = hash(method_name) & 0xFFFF # Simple hash for demo
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# Look up or create ny_boxcall_by_id function
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|
boxcall_func = None
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||||||
|
for f in module.functions:
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if f.name == "ny_boxcall_by_id":
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||||||
|
boxcall_func = f
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||||||
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break
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||||||
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||||||
|
if not boxcall_func:
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||||||
|
# Declare ny_boxcall_by_id(handle: i64, method_id: i64, args: i8*) -> i64
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i8 = ir.IntType(8)
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|
i64 = ir.IntType(64)
|
||||||
|
i8_ptr = i8.as_pointer()
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||||||
|
|
||||||
|
func_type = ir.FunctionType(i64, [i64, i64, i8_ptr])
|
||||||
|
boxcall_func = ir.Function(module, func_type, name="ny_boxcall_by_id")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Prepare arguments array
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||||||
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i8 = ir.IntType(8)
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||||||
|
i64 = ir.IntType(64)
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||||||
|
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||||||
|
if args:
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||||||
|
# Allocate space for arguments (8 bytes per arg)
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||||||
|
args_size = len(args) * 8
|
||||||
|
args_ptr = builder.alloca(i8, size=args_size, name="boxcall_args")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Cast to i64* for storing arguments
|
||||||
|
i64_ptr_type = i64.as_pointer()
|
||||||
|
args_i64_ptr = builder.bitcast(args_ptr, i64_ptr_type)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Store each argument
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||||||
|
for i, arg_id in enumerate(args):
|
||||||
|
arg_val = vmap.get(arg_id, ir.Constant(i64, 0))
|
||||||
|
|
||||||
|
# Ensure i64
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||||||
|
if hasattr(arg_val, 'type'):
|
||||||
|
if arg_val.type.is_pointer:
|
||||||
|
arg_val = builder.ptrtoint(arg_val, i64)
|
||||||
|
elif arg_val.type != i64:
|
||||||
|
# TODO: Handle other conversions
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||||||
|
pass
|
||||||
|
|
||||||
|
# Calculate offset and store
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||||||
|
idx = ir.Constant(ir.IntType(32), i)
|
||||||
|
ptr = builder.gep(args_i64_ptr, [idx])
|
||||||
|
builder.store(arg_val, ptr)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Cast back to i8* for call
|
||||||
|
call_args_ptr = builder.bitcast(args_i64_ptr, i8.as_pointer())
|
||||||
|
else:
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||||||
|
# No arguments - pass null
|
||||||
|
call_args_ptr = ir.Constant(i8.as_pointer(), None)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Make the boxcall
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||||||
|
method_id_val = ir.Constant(i64, method_id)
|
||||||
|
result = builder.call(boxcall_func, [box_handle, method_id_val, call_args_ptr],
|
||||||
|
name=f"boxcall_{method_name}")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Store result if needed
|
||||||
|
if dst_vid is not None:
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = result
|
||||||
80
src/llvm_py/instructions/call.py
Normal file
80
src/llvm_py/instructions/call.py
Normal file
@ -0,0 +1,80 @@
|
|||||||
|
"""
|
||||||
|
Call instruction lowering
|
||||||
|
Handles regular function calls (not BoxCall or ExternCall)
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
|
||||||
|
import llvmlite.ir as ir
|
||||||
|
from typing import Dict, List, Optional
|
||||||
|
|
||||||
|
def lower_call(
|
||||||
|
builder: ir.IRBuilder,
|
||||||
|
module: ir.Module,
|
||||||
|
func_name: str,
|
||||||
|
args: List[int],
|
||||||
|
dst_vid: Optional[int],
|
||||||
|
vmap: Dict[int, ir.Value],
|
||||||
|
resolver=None
|
||||||
|
) -> None:
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Lower MIR Call instruction
|
||||||
|
|
||||||
|
Args:
|
||||||
|
builder: Current LLVM IR builder
|
||||||
|
module: LLVM module
|
||||||
|
func_name: Function name to call
|
||||||
|
args: List of argument value IDs
|
||||||
|
dst_vid: Optional destination for return value
|
||||||
|
vmap: Value map
|
||||||
|
resolver: Optional resolver for type handling
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
# Look up function in module
|
||||||
|
func = None
|
||||||
|
for f in module.functions:
|
||||||
|
if f.name == func_name:
|
||||||
|
func = f
|
||||||
|
break
|
||||||
|
|
||||||
|
if not func:
|
||||||
|
# Function not found - create declaration
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||||||
|
# Default: i64(i64, ...) signature
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||||||
|
ret_type = ir.IntType(64)
|
||||||
|
arg_types = [ir.IntType(64)] * len(args)
|
||||||
|
func_type = ir.FunctionType(ret_type, arg_types)
|
||||||
|
func = ir.Function(module, func_type, name=func_name)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Prepare arguments
|
||||||
|
call_args = []
|
||||||
|
for i, arg_id in enumerate(args):
|
||||||
|
arg_val = vmap.get(arg_id)
|
||||||
|
|
||||||
|
if not arg_val:
|
||||||
|
# Default based on expected type
|
||||||
|
if i < len(func.args):
|
||||||
|
expected_type = func.args[i].type
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
expected_type = ir.IntType(64)
|
||||||
|
|
||||||
|
if isinstance(expected_type, ir.IntType):
|
||||||
|
arg_val = ir.Constant(expected_type, 0)
|
||||||
|
elif isinstance(expected_type, ir.DoubleType):
|
||||||
|
arg_val = ir.Constant(expected_type, 0.0)
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
arg_val = ir.Constant(expected_type, None)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Type conversion if needed
|
||||||
|
if i < len(func.args):
|
||||||
|
expected_type = func.args[i].type
|
||||||
|
if hasattr(arg_val, 'type') and arg_val.type != expected_type:
|
||||||
|
if expected_type.is_pointer and isinstance(arg_val.type, ir.IntType):
|
||||||
|
arg_val = builder.inttoptr(arg_val, expected_type)
|
||||||
|
elif isinstance(expected_type, ir.IntType) and arg_val.type.is_pointer:
|
||||||
|
arg_val = builder.ptrtoint(arg_val, expected_type)
|
||||||
|
|
||||||
|
call_args.append(arg_val)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Make the call
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||||||
|
result = builder.call(func, call_args, name=f"call_{func_name}")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Store result if needed
|
||||||
|
if dst_vid is not None:
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = result
|
||||||
104
src/llvm_py/instructions/compare.py
Normal file
104
src/llvm_py/instructions/compare.py
Normal file
@ -0,0 +1,104 @@
|
|||||||
|
"""
|
||||||
|
Compare instruction lowering
|
||||||
|
Handles comparison operations (<, >, <=, >=, ==, !=)
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
|
||||||
|
import llvmlite.ir as ir
|
||||||
|
from typing import Dict
|
||||||
|
|
||||||
|
def lower_compare(
|
||||||
|
builder: ir.IRBuilder,
|
||||||
|
op: str,
|
||||||
|
lhs: int,
|
||||||
|
rhs: int,
|
||||||
|
dst: int,
|
||||||
|
vmap: Dict[int, ir.Value]
|
||||||
|
) -> None:
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Lower MIR Compare instruction
|
||||||
|
|
||||||
|
Args:
|
||||||
|
builder: Current LLVM IR builder
|
||||||
|
op: Comparison operation (<, >, <=, >=, ==, !=)
|
||||||
|
lhs: Left operand value ID
|
||||||
|
rhs: Right operand value ID
|
||||||
|
dst: Destination value ID
|
||||||
|
vmap: Value map
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
# Get operands
|
||||||
|
lhs_val = vmap.get(lhs, ir.Constant(ir.IntType(64), 0))
|
||||||
|
rhs_val = vmap.get(rhs, ir.Constant(ir.IntType(64), 0))
|
||||||
|
|
||||||
|
# Ensure both are i64
|
||||||
|
i64 = ir.IntType(64)
|
||||||
|
if hasattr(lhs_val, 'type') and lhs_val.type.is_pointer:
|
||||||
|
lhs_val = builder.ptrtoint(lhs_val, i64)
|
||||||
|
if hasattr(rhs_val, 'type') and rhs_val.type.is_pointer:
|
||||||
|
rhs_val = builder.ptrtoint(rhs_val, i64)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Map operations to LLVM predicates
|
||||||
|
op_map = {
|
||||||
|
'<': 'slt', # signed less than
|
||||||
|
'>': 'sgt', # signed greater than
|
||||||
|
'<=': 'sle', # signed less or equal
|
||||||
|
'>=': 'sge', # signed greater or equal
|
||||||
|
'==': 'eq', # equal
|
||||||
|
'!=': 'ne' # not equal
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pred = op_map.get(op, 'eq')
|
||||||
|
|
||||||
|
# Perform comparison (returns i1)
|
||||||
|
cmp_result = builder.icmp_signed(pred, lhs_val, rhs_val, name=f"cmp_{dst}")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Convert i1 to i64 (0 or 1)
|
||||||
|
result = builder.zext(cmp_result, i64, name=f"cmp_i64_{dst}")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Store result
|
||||||
|
vmap[dst] = result
|
||||||
|
|
||||||
|
def lower_fcmp(
|
||||||
|
builder: ir.IRBuilder,
|
||||||
|
op: str,
|
||||||
|
lhs: int,
|
||||||
|
rhs: int,
|
||||||
|
dst: int,
|
||||||
|
vmap: Dict[int, ir.Value]
|
||||||
|
) -> None:
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Lower floating point comparison
|
||||||
|
|
||||||
|
Args:
|
||||||
|
builder: Current LLVM IR builder
|
||||||
|
op: Comparison operation
|
||||||
|
lhs: Left operand value ID
|
||||||
|
rhs: Right operand value ID
|
||||||
|
dst: Destination value ID
|
||||||
|
vmap: Value map
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
# Get operands as f64
|
||||||
|
f64 = ir.DoubleType()
|
||||||
|
lhs_val = vmap.get(lhs, ir.Constant(f64, 0.0))
|
||||||
|
rhs_val = vmap.get(rhs, ir.Constant(f64, 0.0))
|
||||||
|
|
||||||
|
# Map operations to LLVM predicates
|
||||||
|
op_map = {
|
||||||
|
'<': 'olt', # ordered less than
|
||||||
|
'>': 'ogt', # ordered greater than
|
||||||
|
'<=': 'ole', # ordered less or equal
|
||||||
|
'>=': 'oge', # ordered greater or equal
|
||||||
|
'==': 'oeq', # ordered equal
|
||||||
|
'!=': 'one' # ordered not equal
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pred = op_map.get(op, 'oeq')
|
||||||
|
|
||||||
|
# Perform comparison (returns i1)
|
||||||
|
cmp_result = builder.fcmp_ordered(pred, lhs_val, rhs_val, name=f"fcmp_{dst}")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Convert i1 to i64
|
||||||
|
i64 = ir.IntType(64)
|
||||||
|
result = builder.zext(cmp_result, i64, name=f"fcmp_i64_{dst}")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Store result
|
||||||
|
vmap[dst] = result
|
||||||
@ -42,7 +42,10 @@ def lower_const(
|
|||||||
# String constant - create global and get pointer
|
# String constant - create global and get pointer
|
||||||
i8 = ir.IntType(8)
|
i8 = ir.IntType(8)
|
||||||
str_val = str(const_val)
|
str_val = str(const_val)
|
||||||
str_const = ir.Constant.literal_string(str_val.encode('utf-8') + b'\0')
|
# Create array constant for the string
|
||||||
|
str_bytes = str_val.encode('utf-8') + b'\0'
|
||||||
|
str_const = ir.Constant(ir.ArrayType(i8, len(str_bytes)),
|
||||||
|
bytearray(str_bytes))
|
||||||
|
|
||||||
# Create global string constant
|
# Create global string constant
|
||||||
global_name = f".str.{dst}"
|
global_name = f".str.{dst}"
|
||||||
|
|||||||
149
src/llvm_py/instructions/externcall.py
Normal file
149
src/llvm_py/instructions/externcall.py
Normal file
@ -0,0 +1,149 @@
|
|||||||
|
"""
|
||||||
|
ExternCall instruction lowering
|
||||||
|
Handles the minimal 5 runtime functions: print, error, panic, exit, now
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
|
||||||
|
import llvmlite.ir as ir
|
||||||
|
from typing import Dict, List, Optional
|
||||||
|
|
||||||
|
# The 5 minimal external functions
|
||||||
|
EXTERN_FUNCS = {
|
||||||
|
"print": {
|
||||||
|
"ret": "void",
|
||||||
|
"args": ["i8*"], # String pointer
|
||||||
|
"llvm_name": "ny_print"
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"error": {
|
||||||
|
"ret": "void",
|
||||||
|
"args": ["i8*"], # Error message
|
||||||
|
"llvm_name": "ny_error"
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"panic": {
|
||||||
|
"ret": "void",
|
||||||
|
"args": ["i8*"], # Panic message
|
||||||
|
"llvm_name": "ny_panic"
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"exit": {
|
||||||
|
"ret": "void",
|
||||||
|
"args": ["i64"], # Exit code
|
||||||
|
"llvm_name": "ny_exit"
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"now": {
|
||||||
|
"ret": "i64",
|
||||||
|
"args": [], # No arguments
|
||||||
|
"llvm_name": "ny_now"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
def lower_externcall(
|
||||||
|
builder: ir.IRBuilder,
|
||||||
|
module: ir.Module,
|
||||||
|
func_name: str,
|
||||||
|
args: List[int],
|
||||||
|
dst_vid: Optional[int],
|
||||||
|
vmap: Dict[int, ir.Value],
|
||||||
|
resolver=None
|
||||||
|
) -> None:
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Lower MIR ExternCall instruction
|
||||||
|
|
||||||
|
Args:
|
||||||
|
builder: Current LLVM IR builder
|
||||||
|
module: LLVM module
|
||||||
|
func_name: External function name
|
||||||
|
args: List of argument value IDs
|
||||||
|
dst_vid: Optional destination for return value
|
||||||
|
vmap: Value map
|
||||||
|
resolver: Optional resolver for type handling
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
if func_name not in EXTERN_FUNCS:
|
||||||
|
# Unknown extern function - treat as void()
|
||||||
|
print(f"Warning: Unknown extern function: {func_name}")
|
||||||
|
return
|
||||||
|
|
||||||
|
extern_info = EXTERN_FUNCS[func_name]
|
||||||
|
llvm_name = extern_info["llvm_name"]
|
||||||
|
|
||||||
|
# Look up or declare function
|
||||||
|
func = None
|
||||||
|
for f in module.functions:
|
||||||
|
if f.name == llvm_name:
|
||||||
|
func = f
|
||||||
|
break
|
||||||
|
|
||||||
|
if not func:
|
||||||
|
# Build function type
|
||||||
|
i8 = ir.IntType(8)
|
||||||
|
i64 = ir.IntType(64)
|
||||||
|
void = ir.VoidType()
|
||||||
|
|
||||||
|
# Return type
|
||||||
|
if extern_info["ret"] == "void":
|
||||||
|
ret_type = void
|
||||||
|
elif extern_info["ret"] == "i64":
|
||||||
|
ret_type = i64
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
ret_type = void
|
||||||
|
|
||||||
|
# Argument types
|
||||||
|
arg_types = []
|
||||||
|
for arg_type_str in extern_info["args"]:
|
||||||
|
if arg_type_str == "i8*":
|
||||||
|
arg_types.append(i8.as_pointer())
|
||||||
|
elif arg_type_str == "i64":
|
||||||
|
arg_types.append(i64)
|
||||||
|
|
||||||
|
func_type = ir.FunctionType(ret_type, arg_types)
|
||||||
|
func = ir.Function(module, func_type, name=llvm_name)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Prepare arguments
|
||||||
|
call_args = []
|
||||||
|
for i, arg_id in enumerate(args):
|
||||||
|
if i >= len(extern_info["args"]):
|
||||||
|
break # Too many arguments
|
||||||
|
|
||||||
|
expected_type_str = extern_info["args"][i]
|
||||||
|
arg_val = vmap.get(arg_id)
|
||||||
|
|
||||||
|
if not arg_val:
|
||||||
|
# Default value
|
||||||
|
if expected_type_str == "i8*":
|
||||||
|
# Null string
|
||||||
|
i8 = ir.IntType(8)
|
||||||
|
arg_val = ir.Constant(i8.as_pointer(), None)
|
||||||
|
elif expected_type_str == "i64":
|
||||||
|
arg_val = ir.Constant(ir.IntType(64), 0)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Type conversion
|
||||||
|
if expected_type_str == "i8*":
|
||||||
|
# Need string pointer
|
||||||
|
if hasattr(arg_val, 'type'):
|
||||||
|
if isinstance(arg_val.type, ir.IntType):
|
||||||
|
# int to ptr
|
||||||
|
i8 = ir.IntType(8)
|
||||||
|
arg_val = builder.inttoptr(arg_val, i8.as_pointer())
|
||||||
|
elif not arg_val.type.is_pointer:
|
||||||
|
# Need pointer type
|
||||||
|
i8 = ir.IntType(8)
|
||||||
|
arg_val = ir.Constant(i8.as_pointer(), None)
|
||||||
|
elif expected_type_str == "i64":
|
||||||
|
# Need i64
|
||||||
|
if hasattr(arg_val, 'type'):
|
||||||
|
if arg_val.type.is_pointer:
|
||||||
|
arg_val = builder.ptrtoint(arg_val, ir.IntType(64))
|
||||||
|
elif arg_val.type != ir.IntType(64):
|
||||||
|
# Convert to i64
|
||||||
|
pass # TODO: Handle other conversions
|
||||||
|
|
||||||
|
call_args.append(arg_val)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Make the call
|
||||||
|
if extern_info["ret"] == "void":
|
||||||
|
builder.call(func, call_args)
|
||||||
|
if dst_vid is not None:
|
||||||
|
# Void return - store 0
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = ir.Constant(ir.IntType(64), 0)
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
result = builder.call(func, call_args, name=f"extern_{func_name}")
|
||||||
|
if dst_vid is not None:
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = result
|
||||||
@ -6,7 +6,7 @@ Experimental loop normalization following paper-e-loop-signal-ir
|
|||||||
import os
|
import os
|
||||||
import llvmlite.ir as ir
|
import llvmlite.ir as ir
|
||||||
from dataclasses import dataclass
|
from dataclasses import dataclass
|
||||||
from typing import Dict, Tuple, List, Optional
|
from typing import Dict, Tuple, List, Optional, Any
|
||||||
|
|
||||||
@dataclass
|
@dataclass
|
||||||
class LoopFormContext:
|
class LoopFormContext:
|
||||||
|
|||||||
116
src/llvm_py/instructions/newbox.py
Normal file
116
src/llvm_py/instructions/newbox.py
Normal file
@ -0,0 +1,116 @@
|
|||||||
|
"""
|
||||||
|
NewBox instruction lowering
|
||||||
|
Handles box creation (new StringBox(), new IntegerBox(), etc.)
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
|
||||||
|
import llvmlite.ir as ir
|
||||||
|
from typing import Dict, List, Optional
|
||||||
|
|
||||||
|
def lower_newbox(
|
||||||
|
builder: ir.IRBuilder,
|
||||||
|
module: ir.Module,
|
||||||
|
box_type: str,
|
||||||
|
args: List[int],
|
||||||
|
dst_vid: int,
|
||||||
|
vmap: Dict[int, ir.Value],
|
||||||
|
resolver=None
|
||||||
|
) -> None:
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Lower MIR NewBox instruction
|
||||||
|
|
||||||
|
Creates a new box instance and returns its handle.
|
||||||
|
|
||||||
|
Args:
|
||||||
|
builder: Current LLVM IR builder
|
||||||
|
module: LLVM module
|
||||||
|
box_type: Box type name (e.g., "StringBox", "IntegerBox")
|
||||||
|
args: Constructor arguments
|
||||||
|
dst_vid: Destination value ID for box handle
|
||||||
|
vmap: Value map
|
||||||
|
resolver: Optional resolver for type handling
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
# Look up or declare the box creation function
|
||||||
|
create_func_name = f"ny_create_{box_type}"
|
||||||
|
create_func = None
|
||||||
|
|
||||||
|
for f in module.functions:
|
||||||
|
if f.name == create_func_name:
|
||||||
|
create_func = f
|
||||||
|
break
|
||||||
|
|
||||||
|
if not create_func:
|
||||||
|
# Declare box creation function
|
||||||
|
# Signature depends on box type
|
||||||
|
i64 = ir.IntType(64)
|
||||||
|
i8 = ir.IntType(8)
|
||||||
|
|
||||||
|
if box_type in ["StringBox", "IntegerBox", "BoolBox"]:
|
||||||
|
# Built-in boxes - default constructors (no args)
|
||||||
|
# Real implementation may have optional args
|
||||||
|
func_type = ir.FunctionType(i64, [])
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
# Generic box - variable arguments
|
||||||
|
# For now, assume no args
|
||||||
|
func_type = ir.FunctionType(i64, [])
|
||||||
|
|
||||||
|
create_func = ir.Function(module, func_type, name=create_func_name)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Prepare arguments
|
||||||
|
call_args = []
|
||||||
|
for i, arg_id in enumerate(args):
|
||||||
|
arg_val = vmap.get(arg_id)
|
||||||
|
|
||||||
|
if not arg_val:
|
||||||
|
# Default based on box type
|
||||||
|
if box_type == "StringBox":
|
||||||
|
# Empty string
|
||||||
|
i8 = ir.IntType(8)
|
||||||
|
arg_val = ir.Constant(i8.as_pointer(), None)
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
# Zero
|
||||||
|
arg_val = ir.Constant(ir.IntType(64), 0)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Type conversion if needed
|
||||||
|
if box_type == "StringBox" and hasattr(arg_val, 'type'):
|
||||||
|
if isinstance(arg_val.type, ir.IntType):
|
||||||
|
# int to string ptr
|
||||||
|
i8 = ir.IntType(8)
|
||||||
|
arg_val = builder.inttoptr(arg_val, i8.as_pointer())
|
||||||
|
|
||||||
|
call_args.append(arg_val)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Create the box
|
||||||
|
handle = builder.call(create_func, call_args, name=f"new_{box_type}")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Store handle
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = handle
|
||||||
|
|
||||||
|
def lower_newbox_generic(
|
||||||
|
builder: ir.IRBuilder,
|
||||||
|
module: ir.Module,
|
||||||
|
dst_vid: int,
|
||||||
|
vmap: Dict[int, ir.Value]
|
||||||
|
) -> None:
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Create a generic box with runtime allocation
|
||||||
|
|
||||||
|
This is used when box type is not statically known.
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
# Look up generic allocation function
|
||||||
|
alloc_func = None
|
||||||
|
for f in module.functions:
|
||||||
|
if f.name == "ny_alloc_box":
|
||||||
|
alloc_func = f
|
||||||
|
break
|
||||||
|
|
||||||
|
if not alloc_func:
|
||||||
|
# Declare ny_alloc_box(size: i64) -> i64
|
||||||
|
i64 = ir.IntType(64)
|
||||||
|
func_type = ir.FunctionType(i64, [i64])
|
||||||
|
alloc_func = ir.Function(module, func_type, name="ny_alloc_box")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Default box size (e.g., 64 bytes)
|
||||||
|
size = ir.Constant(ir.IntType(64), 64)
|
||||||
|
handle = builder.call(alloc_func, [size], name="new_box")
|
||||||
|
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = handle
|
||||||
114
src/llvm_py/instructions/phi.py
Normal file
114
src/llvm_py/instructions/phi.py
Normal file
@ -0,0 +1,114 @@
|
|||||||
|
"""
|
||||||
|
PHI instruction lowering
|
||||||
|
Critical for SSA form - handles value merging from different control flow paths
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
|
||||||
|
import llvmlite.ir as ir
|
||||||
|
from typing import Dict, List, Tuple, Optional
|
||||||
|
|
||||||
|
def lower_phi(
|
||||||
|
builder: ir.IRBuilder,
|
||||||
|
dst_vid: int,
|
||||||
|
incoming: List[Tuple[int, int]], # [(value_id, block_id), ...]
|
||||||
|
vmap: Dict[int, ir.Value],
|
||||||
|
bb_map: Dict[int, ir.Block],
|
||||||
|
current_block: ir.Block,
|
||||||
|
resolver=None # Resolver instance (optional)
|
||||||
|
) -> None:
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Lower MIR PHI instruction
|
||||||
|
|
||||||
|
Args:
|
||||||
|
builder: Current LLVM IR builder
|
||||||
|
dst_vid: Destination value ID
|
||||||
|
incoming: List of (value_id, block_id) pairs
|
||||||
|
vmap: Value map
|
||||||
|
bb_map: Block map
|
||||||
|
current_block: Current basic block
|
||||||
|
resolver: Optional resolver for advanced type handling
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
if not incoming:
|
||||||
|
# No incoming edges - use zero
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = ir.Constant(ir.IntType(64), 0)
|
||||||
|
return
|
||||||
|
|
||||||
|
# Determine PHI type from first incoming value
|
||||||
|
first_val_id = incoming[0][0]
|
||||||
|
first_val = vmap.get(first_val_id)
|
||||||
|
|
||||||
|
if first_val and hasattr(first_val, 'type'):
|
||||||
|
phi_type = first_val.type
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
# Default to i64
|
||||||
|
phi_type = ir.IntType(64)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Create PHI instruction
|
||||||
|
phi = builder.phi(phi_type, name=f"phi_{dst_vid}")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Add incoming values
|
||||||
|
for val_id, block_id in incoming:
|
||||||
|
val = vmap.get(val_id)
|
||||||
|
block = bb_map.get(block_id)
|
||||||
|
|
||||||
|
if not val:
|
||||||
|
# Create default value based on type
|
||||||
|
if isinstance(phi_type, ir.IntType):
|
||||||
|
val = ir.Constant(phi_type, 0)
|
||||||
|
elif isinstance(phi_type, ir.DoubleType):
|
||||||
|
val = ir.Constant(phi_type, 0.0)
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
# Pointer type - null
|
||||||
|
val = ir.Constant(phi_type, None)
|
||||||
|
|
||||||
|
if not block:
|
||||||
|
# Skip if block not found
|
||||||
|
continue
|
||||||
|
|
||||||
|
# Type conversion if needed
|
||||||
|
if hasattr(val, 'type') and val.type != phi_type:
|
||||||
|
# Save current position
|
||||||
|
saved_block = builder.block
|
||||||
|
saved_pos = None
|
||||||
|
if hasattr(builder, '_anchor'):
|
||||||
|
saved_pos = builder._anchor
|
||||||
|
|
||||||
|
# Position at end of predecessor block
|
||||||
|
builder.position_at_end(block)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Convert types
|
||||||
|
if isinstance(phi_type, ir.IntType) and val.type.is_pointer:
|
||||||
|
val = builder.ptrtoint(val, phi_type, name=f"cast_p2i_{val_id}")
|
||||||
|
elif phi_type.is_pointer and isinstance(val.type, ir.IntType):
|
||||||
|
val = builder.inttoptr(val, phi_type, name=f"cast_i2p_{val_id}")
|
||||||
|
elif isinstance(phi_type, ir.IntType) and isinstance(val.type, ir.IntType):
|
||||||
|
# Int to int
|
||||||
|
if phi_type.width > val.type.width:
|
||||||
|
val = builder.zext(val, phi_type, name=f"zext_{val_id}")
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
val = builder.trunc(val, phi_type, name=f"trunc_{val_id}")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Restore position
|
||||||
|
builder.position_at_end(saved_block)
|
||||||
|
if saved_pos and hasattr(builder, '_anchor'):
|
||||||
|
builder._anchor = saved_pos
|
||||||
|
|
||||||
|
# Add to PHI
|
||||||
|
phi.add_incoming(val, block)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Store PHI result
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = phi
|
||||||
|
|
||||||
|
def defer_phi_wiring(
|
||||||
|
dst_vid: int,
|
||||||
|
incoming: List[Tuple[int, int]],
|
||||||
|
phi_deferrals: List[Tuple[int, List[Tuple[int, int]]]]
|
||||||
|
) -> None:
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Defer PHI wiring for sealed block approach
|
||||||
|
|
||||||
|
Args:
|
||||||
|
dst_vid: Destination value ID
|
||||||
|
incoming: Incoming edges
|
||||||
|
phi_deferrals: List to store deferred PHIs
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
phi_deferrals.append((dst_vid, incoming))
|
||||||
@ -45,5 +45,13 @@ def lower_return(
|
|||||||
elif isinstance(return_type, ir.PointerType) and isinstance(ret_val.type, ir.IntType):
|
elif isinstance(return_type, ir.PointerType) and isinstance(ret_val.type, ir.IntType):
|
||||||
# int to ptr
|
# int to ptr
|
||||||
ret_val = builder.inttoptr(ret_val, return_type)
|
ret_val = builder.inttoptr(ret_val, return_type)
|
||||||
|
elif isinstance(return_type, ir.IntType) and isinstance(ret_val.type, ir.IntType):
|
||||||
|
# int to int conversion
|
||||||
|
if return_type.width < ret_val.type.width:
|
||||||
|
# Truncate
|
||||||
|
ret_val = builder.trunc(ret_val, return_type)
|
||||||
|
elif return_type.width > ret_val.type.width:
|
||||||
|
# Zero extend
|
||||||
|
ret_val = builder.zext(ret_val, return_type)
|
||||||
|
|
||||||
builder.ret(ret_val)
|
builder.ret(ret_val)
|
||||||
107
src/llvm_py/instructions/safepoint.py
Normal file
107
src/llvm_py/instructions/safepoint.py
Normal file
@ -0,0 +1,107 @@
|
|||||||
|
"""
|
||||||
|
Safepoint instruction lowering
|
||||||
|
GC safepoints where runtime can safely collect garbage
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
|
||||||
|
import llvmlite.ir as ir
|
||||||
|
from typing import Dict, List, Optional
|
||||||
|
|
||||||
|
def lower_safepoint(
|
||||||
|
builder: ir.IRBuilder,
|
||||||
|
module: ir.Module,
|
||||||
|
live_values: List[int],
|
||||||
|
vmap: Dict[int, ir.Value],
|
||||||
|
safepoint_id: Optional[int] = None
|
||||||
|
) -> None:
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Lower MIR Safepoint instruction
|
||||||
|
|
||||||
|
Safepoints are places where GC can safely run.
|
||||||
|
Live values must be tracked for potential relocation.
|
||||||
|
|
||||||
|
Args:
|
||||||
|
builder: Current LLVM IR builder
|
||||||
|
module: LLVM module
|
||||||
|
live_values: List of value IDs that are live across safepoint
|
||||||
|
vmap: Value map
|
||||||
|
safepoint_id: Optional safepoint identifier
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
# Look up or declare safepoint function
|
||||||
|
safepoint_func = None
|
||||||
|
for f in module.functions:
|
||||||
|
if f.name == "ny_safepoint":
|
||||||
|
safepoint_func = f
|
||||||
|
break
|
||||||
|
|
||||||
|
if not safepoint_func:
|
||||||
|
# Declare ny_safepoint(live_count: i64, live_values: i64*) -> void
|
||||||
|
i64 = ir.IntType(64)
|
||||||
|
void = ir.VoidType()
|
||||||
|
func_type = ir.FunctionType(void, [i64, i64.as_pointer()])
|
||||||
|
safepoint_func = ir.Function(module, func_type, name="ny_safepoint")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Prepare live values array
|
||||||
|
i64 = ir.IntType(64)
|
||||||
|
if live_values:
|
||||||
|
# Allocate array for live values
|
||||||
|
array_size = len(live_values)
|
||||||
|
live_array = builder.alloca(i64, size=array_size, name="live_vals")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Store each live value
|
||||||
|
for i, vid in enumerate(live_values):
|
||||||
|
val = vmap.get(vid, ir.Constant(i64, 0))
|
||||||
|
|
||||||
|
# Ensure i64 (handles are i64)
|
||||||
|
if hasattr(val, 'type') and val.type.is_pointer:
|
||||||
|
val = builder.ptrtoint(val, i64)
|
||||||
|
|
||||||
|
idx = ir.Constant(ir.IntType(32), i)
|
||||||
|
ptr = builder.gep(live_array, [idx])
|
||||||
|
builder.store(val, ptr)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Call safepoint
|
||||||
|
count = ir.Constant(i64, array_size)
|
||||||
|
builder.call(safepoint_func, [count, live_array])
|
||||||
|
|
||||||
|
# After safepoint, reload values (they may have moved)
|
||||||
|
for i, vid in enumerate(live_values):
|
||||||
|
idx = ir.Constant(ir.IntType(32), i)
|
||||||
|
ptr = builder.gep(live_array, [idx])
|
||||||
|
new_val = builder.load(ptr, name=f"reload_{vid}")
|
||||||
|
vmap[vid] = new_val
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
# No live values
|
||||||
|
zero = ir.Constant(i64, 0)
|
||||||
|
null = ir.Constant(i64.as_pointer(), None)
|
||||||
|
builder.call(safepoint_func, [zero, null])
|
||||||
|
|
||||||
|
def insert_automatic_safepoint(
|
||||||
|
builder: ir.IRBuilder,
|
||||||
|
module: ir.Module,
|
||||||
|
location: str # "loop_header", "function_call", etc.
|
||||||
|
) -> None:
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Insert automatic safepoint at strategic locations
|
||||||
|
|
||||||
|
Args:
|
||||||
|
builder: Current LLVM IR builder
|
||||||
|
module: LLVM module
|
||||||
|
location: Location type for debugging
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
# Simple safepoint without tracking specific values
|
||||||
|
# Runtime will scan stack/registers
|
||||||
|
|
||||||
|
check_func = None
|
||||||
|
for f in module.functions:
|
||||||
|
if f.name == "ny_check_safepoint":
|
||||||
|
check_func = f
|
||||||
|
break
|
||||||
|
|
||||||
|
if not check_func:
|
||||||
|
# Declare ny_check_safepoint() -> void
|
||||||
|
void = ir.VoidType()
|
||||||
|
func_type = ir.FunctionType(void, [])
|
||||||
|
check_func = ir.Function(module, func_type, name="ny_check_safepoint")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Insert safepoint check
|
||||||
|
builder.call(check_func, [], name=f"safepoint_{location}")
|
||||||
125
src/llvm_py/instructions/typeop.py
Normal file
125
src/llvm_py/instructions/typeop.py
Normal file
@ -0,0 +1,125 @@
|
|||||||
|
"""
|
||||||
|
TypeOp instruction lowering
|
||||||
|
Handles type conversions and type checks
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
|
||||||
|
import llvmlite.ir as ir
|
||||||
|
from typing import Dict, Optional
|
||||||
|
|
||||||
|
def lower_typeop(
|
||||||
|
builder: ir.IRBuilder,
|
||||||
|
op: str,
|
||||||
|
src_vid: int,
|
||||||
|
dst_vid: int,
|
||||||
|
target_type: Optional[str],
|
||||||
|
vmap: Dict[int, ir.Value],
|
||||||
|
resolver=None
|
||||||
|
) -> None:
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Lower MIR TypeOp instruction
|
||||||
|
|
||||||
|
Operations:
|
||||||
|
- cast: Type conversion
|
||||||
|
- is: Type check
|
||||||
|
- as: Safe cast
|
||||||
|
|
||||||
|
Args:
|
||||||
|
builder: Current LLVM IR builder
|
||||||
|
op: Operation type (cast, is, as)
|
||||||
|
src_vid: Source value ID
|
||||||
|
dst_vid: Destination value ID
|
||||||
|
target_type: Target type name (e.g., "StringBox", "IntegerBox")
|
||||||
|
vmap: Value map
|
||||||
|
resolver: Optional resolver for type handling
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
src_val = vmap.get(src_vid, ir.Constant(ir.IntType(64), 0))
|
||||||
|
|
||||||
|
if op == "cast":
|
||||||
|
# Type casting - for now just pass through
|
||||||
|
# In real implementation, would check/convert box types
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = src_val
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "is":
|
||||||
|
# Type check - returns boolean (i64: 1 or 0)
|
||||||
|
# For now, simplified implementation
|
||||||
|
if target_type == "IntegerBox":
|
||||||
|
# Check if it's a valid integer box handle
|
||||||
|
# Simplified: non-zero value
|
||||||
|
if hasattr(src_val, 'type') and src_val.type == ir.IntType(64):
|
||||||
|
zero = ir.Constant(ir.IntType(64), 0)
|
||||||
|
result = builder.icmp_unsigned('!=', src_val, zero)
|
||||||
|
# Convert i1 to i64
|
||||||
|
result = builder.zext(result, ir.IntType(64))
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
result = ir.Constant(ir.IntType(64), 0)
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
# For other types, would need runtime type info
|
||||||
|
result = ir.Constant(ir.IntType(64), 0)
|
||||||
|
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = result
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "as":
|
||||||
|
# Safe cast - returns value or null/0
|
||||||
|
# For now, same as cast
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = src_val
|
||||||
|
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
# Unknown operation
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = ir.Constant(ir.IntType(64), 0)
|
||||||
|
|
||||||
|
def lower_convert(
|
||||||
|
builder: ir.IRBuilder,
|
||||||
|
src_vid: int,
|
||||||
|
dst_vid: int,
|
||||||
|
from_type: str,
|
||||||
|
to_type: str,
|
||||||
|
vmap: Dict[int, ir.Value]
|
||||||
|
) -> None:
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Lower type conversion between primitive types
|
||||||
|
|
||||||
|
Args:
|
||||||
|
builder: Current LLVM IR builder
|
||||||
|
src_vid: Source value ID
|
||||||
|
dst_vid: Destination value ID
|
||||||
|
from_type: Source type (i32, i64, f64, ptr)
|
||||||
|
to_type: Target type
|
||||||
|
vmap: Value map
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
src_val = vmap.get(src_vid)
|
||||||
|
if not src_val:
|
||||||
|
# Default based on target type
|
||||||
|
if to_type == "f64":
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = ir.Constant(ir.DoubleType(), 0.0)
|
||||||
|
elif to_type == "ptr":
|
||||||
|
i8 = ir.IntType(8)
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = ir.Constant(i8.as_pointer(), None)
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = ir.Constant(ir.IntType(64), 0)
|
||||||
|
return
|
||||||
|
|
||||||
|
# Perform conversion
|
||||||
|
if from_type == "i64" and to_type == "f64":
|
||||||
|
# int to float
|
||||||
|
result = builder.sitofp(src_val, ir.DoubleType())
|
||||||
|
elif from_type == "f64" and to_type == "i64":
|
||||||
|
# float to int
|
||||||
|
result = builder.fptosi(src_val, ir.IntType(64))
|
||||||
|
elif from_type == "i64" and to_type == "ptr":
|
||||||
|
# int to pointer
|
||||||
|
i8 = ir.IntType(8)
|
||||||
|
result = builder.inttoptr(src_val, i8.as_pointer())
|
||||||
|
elif from_type == "ptr" and to_type == "i64":
|
||||||
|
# pointer to int
|
||||||
|
result = builder.ptrtoint(src_val, ir.IntType(64))
|
||||||
|
elif from_type == "i32" and to_type == "i64":
|
||||||
|
# sign extend
|
||||||
|
result = builder.sext(src_val, ir.IntType(64))
|
||||||
|
elif from_type == "i64" and to_type == "i32":
|
||||||
|
# truncate
|
||||||
|
result = builder.trunc(src_val, ir.IntType(32))
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
# Unknown conversion - pass through
|
||||||
|
result = src_val
|
||||||
|
|
||||||
|
vmap[dst_vid] = result
|
||||||
@ -6,10 +6,30 @@ Following the design principles in docs/LLVM_LAYER_OVERVIEW.md
|
|||||||
|
|
||||||
import json
|
import json
|
||||||
import sys
|
import sys
|
||||||
from typing import Dict, Any, Optional
|
import os
|
||||||
|
from typing import Dict, Any, Optional, List, Tuple
|
||||||
import llvmlite.ir as ir
|
import llvmlite.ir as ir
|
||||||
import llvmlite.binding as llvm
|
import llvmlite.binding as llvm
|
||||||
|
|
||||||
|
# Import instruction handlers
|
||||||
|
from instructions.const import lower_const
|
||||||
|
from instructions.binop import lower_binop
|
||||||
|
from instructions.jump import lower_jump
|
||||||
|
from instructions.branch import lower_branch
|
||||||
|
from instructions.ret import lower_return
|
||||||
|
from instructions.phi import lower_phi, defer_phi_wiring
|
||||||
|
from instructions.call import lower_call
|
||||||
|
from instructions.boxcall import lower_boxcall
|
||||||
|
from instructions.externcall import lower_externcall
|
||||||
|
from instructions.typeop import lower_typeop, lower_convert
|
||||||
|
from instructions.newbox import lower_newbox
|
||||||
|
from instructions.safepoint import lower_safepoint, insert_automatic_safepoint
|
||||||
|
from instructions.barrier import lower_barrier
|
||||||
|
from instructions.loopform import lower_while_loopform
|
||||||
|
|
||||||
|
from resolver import Resolver
|
||||||
|
from mir_reader import MIRReader
|
||||||
|
|
||||||
class NyashLLVMBuilder:
|
class NyashLLVMBuilder:
|
||||||
"""Main LLVM IR builder for Nyash MIR"""
|
"""Main LLVM IR builder for Nyash MIR"""
|
||||||
|
|
||||||
@ -27,22 +47,196 @@ class NyashLLVMBuilder:
|
|||||||
self.i1 = ir.IntType(1)
|
self.i1 = ir.IntType(1)
|
||||||
self.i8p = self.i8.as_pointer()
|
self.i8p = self.i8.as_pointer()
|
||||||
self.f64 = ir.DoubleType()
|
self.f64 = ir.DoubleType()
|
||||||
|
self.void = ir.VoidType()
|
||||||
|
|
||||||
|
# Value and block maps
|
||||||
|
self.vmap: Dict[int, ir.Value] = {} # value_id -> LLVM value
|
||||||
|
self.bb_map: Dict[int, ir.Block] = {} # block_id -> LLVM block
|
||||||
|
|
||||||
|
# PHI deferrals for sealed block approach
|
||||||
|
self.phi_deferrals: List[Tuple[int, List[Tuple[int, int]]]] = []
|
||||||
|
|
||||||
|
# Resolver for unified value resolution
|
||||||
|
self.resolver = Resolver(self.vmap, self.bb_map)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Statistics
|
||||||
|
self.loop_count = 0
|
||||||
|
|
||||||
def build_from_mir(self, mir_json: Dict[str, Any]) -> str:
|
def build_from_mir(self, mir_json: Dict[str, Any]) -> str:
|
||||||
"""Build LLVM IR from MIR JSON"""
|
"""Build LLVM IR from MIR JSON"""
|
||||||
# TODO: Implement MIR -> LLVM lowering
|
# Parse MIR
|
||||||
# For now, create a simple ny_main that returns 0
|
reader = MIRReader(mir_json)
|
||||||
|
functions = reader.get_functions()
|
||||||
|
|
||||||
# ny_main: extern "C" fn() -> i32
|
if not functions:
|
||||||
|
# No functions - create dummy ny_main
|
||||||
|
return self._create_dummy_main()
|
||||||
|
|
||||||
|
# Process each function
|
||||||
|
for func_data in functions:
|
||||||
|
self.lower_function(func_data)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Wire deferred PHIs
|
||||||
|
self._wire_deferred_phis()
|
||||||
|
|
||||||
|
return str(self.module)
|
||||||
|
|
||||||
|
def _create_dummy_main(self) -> str:
|
||||||
|
"""Create dummy ny_main that returns 0"""
|
||||||
ny_main_ty = ir.FunctionType(self.i32, [])
|
ny_main_ty = ir.FunctionType(self.i32, [])
|
||||||
ny_main = ir.Function(self.module, ny_main_ty, name="ny_main")
|
ny_main = ir.Function(self.module, ny_main_ty, name="ny_main")
|
||||||
|
|
||||||
block = ny_main.append_basic_block(name="entry")
|
block = ny_main.append_basic_block(name="entry")
|
||||||
builder = ir.IRBuilder(block)
|
builder = ir.IRBuilder(block)
|
||||||
builder.ret(ir.Constant(self.i32, 0))
|
builder.ret(ir.Constant(self.i32, 0))
|
||||||
|
|
||||||
return str(self.module)
|
return str(self.module)
|
||||||
|
|
||||||
|
def lower_function(self, func_data: Dict[str, Any]):
|
||||||
|
"""Lower a single MIR function to LLVM IR"""
|
||||||
|
name = func_data.get("name", "unknown")
|
||||||
|
params = func_data.get("params", [])
|
||||||
|
blocks = func_data.get("blocks", [])
|
||||||
|
|
||||||
|
# Determine function signature
|
||||||
|
if name == "ny_main":
|
||||||
|
# Special case: ny_main returns i32
|
||||||
|
func_ty = ir.FunctionType(self.i32, [])
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
# Default: i64(i64, ...) signature
|
||||||
|
param_types = [self.i64] * len(params)
|
||||||
|
func_ty = ir.FunctionType(self.i64, param_types)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Create function
|
||||||
|
func = ir.Function(self.module, func_ty, name=name)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Create all blocks first
|
||||||
|
for block_data in blocks:
|
||||||
|
bid = block_data.get("id", 0)
|
||||||
|
block_name = f"bb{bid}"
|
||||||
|
bb = func.append_basic_block(block_name)
|
||||||
|
self.bb_map[bid] = bb
|
||||||
|
|
||||||
|
# Process each block
|
||||||
|
for block_data in blocks:
|
||||||
|
bid = block_data.get("id", 0)
|
||||||
|
bb = self.bb_map[bid]
|
||||||
|
self.lower_block(bb, block_data, func)
|
||||||
|
|
||||||
|
def lower_block(self, bb: ir.Block, block_data: Dict[str, Any], func: ir.Function):
|
||||||
|
"""Lower a single basic block"""
|
||||||
|
builder = ir.IRBuilder(bb)
|
||||||
|
instructions = block_data.get("instructions", [])
|
||||||
|
|
||||||
|
# Process each instruction
|
||||||
|
for inst in instructions:
|
||||||
|
self.lower_instruction(builder, inst, func)
|
||||||
|
|
||||||
|
def lower_instruction(self, builder: ir.IRBuilder, inst: Dict[str, Any], func: ir.Function):
|
||||||
|
"""Dispatch instruction to appropriate handler"""
|
||||||
|
op = inst.get("op")
|
||||||
|
|
||||||
|
if op == "const":
|
||||||
|
dst = inst.get("dst")
|
||||||
|
value = inst.get("value")
|
||||||
|
lower_const(builder, self.module, dst, value, self.vmap)
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "binop":
|
||||||
|
operation = inst.get("operation")
|
||||||
|
lhs = inst.get("lhs")
|
||||||
|
rhs = inst.get("rhs")
|
||||||
|
dst = inst.get("dst")
|
||||||
|
lower_binop(builder, self.resolver, operation, lhs, rhs, dst,
|
||||||
|
self.vmap, builder.block)
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "jump":
|
||||||
|
target = inst.get("target")
|
||||||
|
lower_jump(builder, target, self.bb_map)
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "branch":
|
||||||
|
cond = inst.get("cond")
|
||||||
|
then_bid = inst.get("then")
|
||||||
|
else_bid = inst.get("else")
|
||||||
|
lower_branch(builder, cond, then_bid, else_bid, self.vmap, self.bb_map)
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "ret":
|
||||||
|
value = inst.get("value")
|
||||||
|
lower_return(builder, value, self.vmap, func.return_value.type)
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "phi":
|
||||||
|
dst = inst.get("dst")
|
||||||
|
incoming = inst.get("incoming", [])
|
||||||
|
# Defer PHI wiring for now
|
||||||
|
defer_phi_wiring(dst, incoming, self.phi_deferrals)
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "call":
|
||||||
|
func_name = inst.get("func")
|
||||||
|
args = inst.get("args", [])
|
||||||
|
dst = inst.get("dst")
|
||||||
|
lower_call(builder, self.module, func_name, args, dst, self.vmap, self.resolver)
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "boxcall":
|
||||||
|
box_vid = inst.get("box")
|
||||||
|
method = inst.get("method")
|
||||||
|
args = inst.get("args", [])
|
||||||
|
dst = inst.get("dst")
|
||||||
|
lower_boxcall(builder, self.module, box_vid, method, args, dst,
|
||||||
|
self.vmap, self.resolver)
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "externcall":
|
||||||
|
func_name = inst.get("func")
|
||||||
|
args = inst.get("args", [])
|
||||||
|
dst = inst.get("dst")
|
||||||
|
lower_externcall(builder, self.module, func_name, args, dst,
|
||||||
|
self.vmap, self.resolver)
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "newbox":
|
||||||
|
box_type = inst.get("type")
|
||||||
|
args = inst.get("args", [])
|
||||||
|
dst = inst.get("dst")
|
||||||
|
lower_newbox(builder, self.module, box_type, args, dst,
|
||||||
|
self.vmap, self.resolver)
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "typeop":
|
||||||
|
operation = inst.get("operation")
|
||||||
|
src = inst.get("src")
|
||||||
|
dst = inst.get("dst")
|
||||||
|
target_type = inst.get("target_type")
|
||||||
|
lower_typeop(builder, operation, src, dst, target_type,
|
||||||
|
self.vmap, self.resolver)
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "safepoint":
|
||||||
|
live = inst.get("live", [])
|
||||||
|
lower_safepoint(builder, self.module, live, self.vmap)
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "barrier":
|
||||||
|
barrier_type = inst.get("type", "memory")
|
||||||
|
lower_barrier(builder, barrier_type)
|
||||||
|
|
||||||
|
elif op == "while":
|
||||||
|
# Experimental LoopForm lowering
|
||||||
|
cond = inst.get("cond")
|
||||||
|
body = inst.get("body", [])
|
||||||
|
self.loop_count += 1
|
||||||
|
if not lower_while_loopform(builder, func, cond, body,
|
||||||
|
self.loop_count, self.vmap, self.bb_map):
|
||||||
|
# Fallback to regular while
|
||||||
|
self._lower_while_regular(builder, inst, func)
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
if os.environ.get('NYASH_CLI_VERBOSE') == '1':
|
||||||
|
print(f"[Python LLVM] Unknown instruction: {op}")
|
||||||
|
|
||||||
|
def _lower_while_regular(self, builder: ir.IRBuilder, inst: Dict[str, Any], func: ir.Function):
|
||||||
|
"""Fallback regular while lowering"""
|
||||||
|
# TODO: Implement regular while lowering
|
||||||
|
pass
|
||||||
|
|
||||||
|
def _wire_deferred_phis(self):
|
||||||
|
"""Wire all deferred PHI nodes"""
|
||||||
|
# TODO: Implement PHI wiring after all blocks are created
|
||||||
|
for dst_vid, incoming in self.phi_deferrals:
|
||||||
|
# Find the block containing this PHI
|
||||||
|
# Wire the incoming edges
|
||||||
|
pass
|
||||||
|
|
||||||
def compile_to_object(self, output_path: str):
|
def compile_to_object(self, output_path: str):
|
||||||
"""Compile module to object file"""
|
"""Compile module to object file"""
|
||||||
# Create target machine
|
# Create target machine
|
||||||
|
|||||||
@ -4,7 +4,7 @@ Parses Nyash MIR JSON format into Python structures
|
|||||||
"""
|
"""
|
||||||
|
|
||||||
from dataclasses import dataclass
|
from dataclasses import dataclass
|
||||||
from typing import Dict, List, Any, Optional, Union
|
from typing import Dict, List, Any, Optional, Union, Tuple
|
||||||
from enum import Enum
|
from enum import Enum
|
||||||
|
|
||||||
class MirType(Enum):
|
class MirType(Enum):
|
||||||
@ -113,4 +113,30 @@ def parse_instruction(data: Dict[str, Any]) -> MirInstruction:
|
|||||||
if "args" in data:
|
if "args" in data:
|
||||||
instr.args = data["args"]
|
instr.args = data["args"]
|
||||||
|
|
||||||
return instr
|
return instr
|
||||||
|
|
||||||
|
class MIRReader:
|
||||||
|
"""MIR JSON reader wrapper"""
|
||||||
|
def __init__(self, mir_json: Dict[str, Any]):
|
||||||
|
self.mir_json = mir_json
|
||||||
|
self.functions = None
|
||||||
|
|
||||||
|
def get_functions(self) -> List[Dict[str, Any]]:
|
||||||
|
"""Get functions in the expected format for llvm_builder"""
|
||||||
|
if self.functions is not None:
|
||||||
|
return self.functions
|
||||||
|
|
||||||
|
# Convert from the existing JSON format to what llvm_builder expects
|
||||||
|
self.functions = []
|
||||||
|
|
||||||
|
funcs = self.mir_json.get("functions", [])
|
||||||
|
if isinstance(funcs, list):
|
||||||
|
# Already in list format
|
||||||
|
self.functions = funcs
|
||||||
|
elif isinstance(funcs, dict):
|
||||||
|
# Convert dict format to list
|
||||||
|
for name, func_data in funcs.items():
|
||||||
|
func_data["name"] = name
|
||||||
|
self.functions.append(func_data)
|
||||||
|
|
||||||
|
return self.functions
|
||||||
61
src/llvm_py/test_boxcall.json
Normal file
61
src/llvm_py/test_boxcall.json
Normal file
@ -0,0 +1,61 @@
|
|||||||
|
{
|
||||||
|
"functions": [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"name": "ny_main",
|
||||||
|
"params": [],
|
||||||
|
"blocks": [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"id": 0,
|
||||||
|
"instructions": [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"op": "newbox",
|
||||||
|
"type": "StringBox",
|
||||||
|
"args": [],
|
||||||
|
"dst": 1
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"op": "const",
|
||||||
|
"dst": 2,
|
||||||
|
"value": {
|
||||||
|
"type": "string",
|
||||||
|
"value": "Hello Nyash!"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"op": "boxcall",
|
||||||
|
"box": 1,
|
||||||
|
"method": "set",
|
||||||
|
"args": [2],
|
||||||
|
"dst": 3
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"op": "boxcall",
|
||||||
|
"box": 1,
|
||||||
|
"method": "get",
|
||||||
|
"args": [],
|
||||||
|
"dst": 4
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"op": "externcall",
|
||||||
|
"func": "print",
|
||||||
|
"args": [4],
|
||||||
|
"dst": null
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"op": "const",
|
||||||
|
"dst": 5,
|
||||||
|
"value": {
|
||||||
|
"type": "i64",
|
||||||
|
"value": 0
|
||||||
|
}
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"op": "ret",
|
||||||
|
"value": 5
|
||||||
|
}
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
27
src/llvm_py/test_minimal.json
Normal file
27
src/llvm_py/test_minimal.json
Normal file
@ -0,0 +1,27 @@
|
|||||||
|
{
|
||||||
|
"functions": [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"name": "ny_main",
|
||||||
|
"params": [],
|
||||||
|
"blocks": [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"id": 0,
|
||||||
|
"instructions": [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"op": "const",
|
||||||
|
"dst": 1,
|
||||||
|
"value": {
|
||||||
|
"type": "i64",
|
||||||
|
"value": 42
|
||||||
|
}
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"op": "ret",
|
||||||
|
"value": 1
|
||||||
|
}
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
Reference in New Issue
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