@ -3,281 +3,34 @@
# include <iostream>
# include <list>
# include <map>
# include <memory>
# include <set>
# include <string>
# include <string_view>
# include <tuple>
# include <llvm/ADT/APInt.h>
# include <llvm/IR/Constants.h>
# include <llvm/IR/IRBuilder.h>
# include <llvm/IR/LLVMContext.h>
# include <llvm/IR/Module.h>
# include <llvm/IR/Type.h>
# include <llvm/IR/DerivedTypes.h>
# include "ast.hpp"
# include "llvm.hpp"
# include "parser.hpp"
# include "var.hpp"
static std : : unique_ptr < llvm : : LLVMContext > llvmContext ;
static std : : unique_ptr < llvm : : Module > llvmModule ;
static std : : unique_ptr < llvm : : IRBuilder < > > llvmBuilder ;
static llvm : : Constant * llvmSp ;
static llvm : : Constant * llvmStack ;
struct Var {
llvm : : Value * value ;
bool callable ;
Var ( llvm : : Value * v = nullptr , bool c = false ) : value ( v ) , callable ( c ) { }
} ;
static std : : list < std : : map < std : : string , Var > > llvmVars ;
Var llvmVarGet ( const std : : string & name , int skip = 0 ) {
for ( auto sc = llvmVars . rbegin ( ) ; sc ! = llvmVars . rend ( ) ; + + sc ) {
if ( skip > 0 ) {
- - skip ;
continue ;
}
if ( sc - > contains ( name ) )
return ( * sc ) [ name ] ;
}
return { } ;
}
struct BaseAST
{
std : : string name ;
BaseAST ( const std : : string & n ) : name ( n ) { }
virtual ~ BaseAST ( ) = default ;
virtual llvm : : Value * codegen ( ) const { return nullptr ; }
} ;
struct NumberAST : public BaseAST
{
// push number onto stack
explicit NumberAST ( const std : : string & n ) : BaseAST ( n ) { }
llvm : : Value * codegen ( ) const override {
auto inttype = llvm : : Type : : getInt32Ty ( * llvmContext ) ;
auto stacktype = llvm : : VectorType : : get ( inttype , 12 , false ) ;
auto dspval = llvmBuilder - > CreateLoad ( inttype , llvmSp ) ;
auto one = llvm : : ConstantInt : : get ( inttype , 1 ) ;
auto zero = llvm : : ConstantInt : : get ( inttype , 0 ) ;
auto inc = llvmBuilder - > CreateAdd ( dspval , one ) ;
llvmBuilder - > CreateStore ( inc , llvmSp , false ) ;
auto dsget = llvmBuilder - > CreateGEP ( stacktype , llvmStack , { zero , dspval } ) ;
auto val = llvm : : ConstantInt : : get ( * llvmContext , llvm : : APInt ( 32 , std : : stoi ( name ) , true ) ) ;
return llvmBuilder - > CreateStore ( val , dsget ) ;
}
} ;
struct PushAST : public BaseAST
{
// push named value to stack
explicit PushAST ( const std : : string & n ) : BaseAST ( n ) { }
llvm : : Value * codegen ( ) const override {
if ( auto [ var , thunk ] = llvmVarGet ( name ) ; var ) {
auto inttype = llvm : : Type : : getInt32Ty ( * llvmContext ) ;
auto stacktype = llvm : : VectorType : : get ( inttype , 12 , false ) ;
auto dspval = llvmBuilder - > CreateLoad ( inttype , llvmSp ) ;
auto one = llvm : : ConstantInt : : get ( inttype , 1 ) ;
auto zero = llvm : : ConstantInt : : get ( inttype , 0 ) ;
auto inc = llvmBuilder - > CreateAdd ( dspval , one ) ;
llvmBuilder - > CreateStore ( inc , llvmSp , false ) ;
auto dsget = llvmBuilder - > CreateGEP ( stacktype , llvmStack , { zero , dspval } ) ;
if ( ! thunk )
var = llvmBuilder - > CreateLoad ( inttype , var ) ;
return llvmBuilder - > CreateStore ( var , dsget ) ;
} else {
return nullptr ;
}
}
} ;
struct PopAST : public BaseAST
{
// pop value on stack to named var
explicit PopAST ( const std : : string & n ) : BaseAST ( n ) { }
llvm : : Value * codegen ( ) const override {
auto inttype = llvm : : Type : : getInt32Ty ( * llvmContext ) ;
auto stacktype = llvm : : VectorType : : get ( inttype , 12 , false ) ;
auto one = llvm : : ConstantInt : : get ( inttype , 1 ) ;
auto zero = llvm : : ConstantInt : : get ( inttype , 0 ) ;
auto dspval = llvmBuilder - > CreateLoad ( inttype , llvmSp ) ;
auto dec = llvmBuilder - > CreateSub ( dspval , one ) ;
auto gep = llvmBuilder - > CreateGEP ( stacktype , llvmStack , { zero , dec } ) ;
llvmBuilder - > CreateStore ( dec , llvmSp , false ) ;
auto var = new llvm : : GlobalVariable ( * llvmModule , inttype , false , llvm : : GlobalValue : : InternalLinkage , zero , name ) ;
llvmBuilder - > CreateStore ( llvmBuilder - > CreateLoad ( inttype , gep ) , var , false ) ;
auto [ it , _ ] = llvmVars . back ( ) . emplace ( name , var ) ;
return it - > second . value ;
}
} ;
struct CallAST : public BaseAST
{
// invoke named invocable
explicit CallAST ( const std : : string & n ) : BaseAST ( n ) { }
llvm : : Value * codegen ( ) const override {
auto ftype = llvm : : FunctionType : : get ( llvm : : Type : : getVoidTy ( * llvmContext ) , { } , false ) ;
if ( auto [ var , call ] = llvmVarGet ( name ) ; var ) {
if ( call ) {
return llvmBuilder - > CreateCall ( ftype , var ) ;
} else {
auto inttype = llvm : : Type : : getInt32Ty ( * llvmContext ) ;
auto val = llvmBuilder - > CreateLoad ( inttype , var ) ;
auto cast = llvmBuilder - > CreateIntToPtr ( val , inttype - > getPointerTo ( ) ) ;
return llvmBuilder - > CreateCall ( ftype , cast ) ;
}
} else {
auto func = llvm : : Function : : Create ( ftype , llvm : : Function : : ExternalLinkage , name , llvmModule . get ( ) ) ;
llvmVars . front ( ) . emplace ( name , Var { func , true } ) ;
return llvmBuilder - > CreateCall ( ftype , func ) ;
}
}
} ;
struct ThunkAST : public BaseAST
{
static int tcount ;
std : : list < std : : unique_ptr < BaseAST > > body ;
llvm : : IRBuilderBase : : InsertPoint parent ;
llvm : : Function * func ;
explicit ThunkAST ( ) : ThunkAST ( std : : string ( " __t " ) + std : : to_string ( tcount + + ) ) { }
explicit ThunkAST ( std : : string n ) : BaseAST ( n ) {
parent = llvmBuilder - > saveIP ( ) ;
auto ftype = llvm : : FunctionType : : get ( llvm : : Type : : getVoidTy ( * llvmContext ) , { } , false ) ;
func = llvm : : Function : : Create ( ftype , llvm : : Function : : ExternalLinkage , name . c_str ( ) , llvmModule . get ( ) ) ;
auto BB = llvm : : BasicBlock : : Create ( * llvmContext , " entry " , func ) ;
llvmBuilder - > SetInsertPoint ( BB ) ;
}
llvm : : Value * codegen ( ) const override {
llvmBuilder - > CreateRetVoid ( ) ;
llvmBuilder - > restoreIP ( parent ) ;
return func ;
}
} ;
int ThunkAST : : tcount = 0 ;
enum class Token {
none ,
ThunkOpen ,
ThunkClose ,
Quote ,
PopVar ,
PushVar ,
Var ,
Number
} ;
static std : : string name ;
static LLVMState llvmState ;
static std : : list < ThunkAST > scope ;
bool isname ( char ch ) {
return ! isspace ( ch ) & & ch ! = ' ) ' ;
}
std : : string_view extractName ( std : : string_view sv )
{
name . clear ( ) ;
while ( ! sv . empty ( ) ) {
const auto ch = sv . front ( ) ;
if ( isname ( ch ) ) {
name + = ch ;
sv . remove_prefix ( 1 ) ;
} else {
break ;
}
}
return sv ;
}
static bool parseString ( std : : string_view sv ) ;
std : : pair < std : : string_view , Token > nextToken ( std : : string_view sv )
int main ( )
{
if ( sv . empty ( ) )
return { sv , Token : : none } ;
while ( std : : isspace ( sv . front ( ) ) )
sv . remove_prefix ( 1 ) ;
if ( sv . empty ( ) )
return { sv , Token : : none } ;
Var : : pushScope ( ) ;
const auto ch = sv . front ( ) ;
if ( ch = = ' ; ' ) {
return { { } , Token : : none } ;
} else if ( ch = = ' ( ' ) {
return { sv . substr ( 1 ) , Token : : ThunkOpen } ;
} else if ( ch = = ' ) ' ) {
return { sv . substr ( 1 ) , Token : : ThunkClose } ;
} else if ( ch = = ' \' ' ) {
return { extractName ( sv . substr ( 1 ) ) , Token : : Quote } ;
} else if ( ch = = ' $ ' ) {
return { extractName ( sv . substr ( 1 ) ) , Token : : PopVar } ;
} else if ( ch = = ' ^ ' ) {
return { extractName ( sv . substr ( 1 ) ) , Token : : PushVar } ;
} else if ( isdigit ( ch ) | | ( ch = = ' - ' & & sv . size ( ) > 1 & & isdigit ( sv [ 1 ] ) ) ) {
return { extractName ( sv ) , Token : : Number } ;
} else if ( isname ( ch ) ) {
return { extractName ( sv ) , Token : : Var } ;
std : : string line ;
while ( std : : cin . good ( ) ) {
std : : getline ( std : : cin , line ) ;
parseString ( line ) ;
//std::cout << std::endl;
}
return { sv , Token : : none } ;
}
llvmState . output ( ) ;
void printToken ( Token tok )
{
switch ( tok ) {
case Token : : ThunkOpen :
std : : cout < < " ThunkOpen " ;
break ;
case Token : : ThunkClose :
std : : cout < < " ThunkClose " ;
break ;
case Token : : Quote :
std : : cout < < " Quote " ;
break ;
case Token : : PopVar :
std : : cout < < " PopVar " ;
break ;
case Token : : PushVar :
std : : cout < < " PushVar " ;
break ;
case Token : : Var :
std : : cout < < " Var " ;
break ;
case Token : : Number :
std : : cout < < " Number " ;
break ;
case Token : : none :
//std::cout << "none ";
break ;
}
std : : cout < < std : : endl ;
}
bool parseString ( std : : string_view sv )
@ -296,17 +49,17 @@ bool parseString(std::string_view sv)
switch ( tok ) {
case Token : : ThunkOpen :
if ( scope . empty ( ) )
scope . emplace_back ( " main " ) ;
scope . emplace_back ( llvmState , " main " ) ;
else
scope . emplace_back ( ) ;
llvmVars. emplace_back ( ) ;
scope . emplace_back ( llvmState ) ;
Var: : pushScope ( ) ;
break ;
case Token : : ThunkClose :
{
auto & thunk = scope . back ( ) ;
auto gen = thunk . codegen ( ) ;
llvmVars. pop_back ( ) ;
llvmVars. back ( ) . emplace ( thunk . name , Var { gen , true } ) ;
auto gen = thunk . codegen ( llvmState ) ;
Var: : popScope ( ) ;
Var: : addLocal ( thunk . name , Var { gen , true } ) ;
expr . reset ( new PushAST { thunk . name } ) ;
scope . pop_back ( ) ;
}
@ -330,7 +83,7 @@ bool parseString(std::string_view sv)
}
if ( expr & & ! scope . empty ( ) ) {
expr - > codegen ( ) ;
expr - > codegen ( llvmState ) ;
//scope.back().body.emplace_back().swap(expr);
}
}
@ -341,30 +94,3 @@ bool parseString(std::string_view sv)
return true ;
}
int main ( )
{
llvmContext = std : : make_unique < llvm : : LLVMContext > ( ) ;
llvmModule = std : : make_unique < llvm : : Module > ( " forsp " , * llvmContext ) ;
llvmBuilder = std : : make_unique < llvm : : IRBuilder < > > ( * llvmContext ) ;
auto inttype = llvm : : Type : : getInt32Ty ( * llvmContext ) ;
auto stacktype = llvm : : VectorType : : get ( inttype , 12 , false ) ;
auto zero = llvm : : ConstantInt : : get ( inttype , 0 ) ;
auto zerovec = llvm : : ConstantVector : : get ( llvm : : ArrayRef ( dynamic_cast < llvm : : Constant * > ( zero ) ) ) ;
llvmStack = new llvm : : GlobalVariable ( * llvmModule , stacktype , false , llvm : : GlobalValue : : ExternalLinkage , zerovec , " stack " ) ;
llvmSp = new llvm : : GlobalVariable ( * llvmModule , inttype , false , llvm : : GlobalValue : : ExternalLinkage , zero , " sp " ) ;
llvmVars . emplace_back ( ) ;
std : : string line ;
while ( std : : cin . good ( ) ) {
std : : getline ( std : : cin , line ) ;
parseString ( line ) ;
//std::cout << std::endl;
}
//std::cout << "LLVM:" << std::endl;
llvmModule - > print ( llvm : : errs ( ) , nullptr ) ;
std : : cout < < std : : endl ;
}
