Find our JIT'ed function and run it
[kaleidoscope-hs.git] / Main.hs
diff --git a/Main.hs b/Main.hs
index 2eae262967be844fff1886ac2d34318912b17e53..48d93a224de17958d9f4586bc1aa079e43aee5c5 100644 (file)
--- a/Main.hs
+++ b/Main.hs
@@ -2,34 +2,94 @@
 
 import AST as K -- K for Kaleidoscope
 import Utils
 
 import AST as K -- K for Kaleidoscope
 import Utils
+import Control.Monad
+import Control.Monad.Trans.Class
 import Control.Monad.Trans.Reader
 import Control.Monad.IO.Class
 import Data.String
 import qualified Data.Map as Map
 import qualified Data.Text.Lazy.IO as Text
 import Control.Monad.Trans.Reader
 import Control.Monad.IO.Class
 import Data.String
 import qualified Data.Map as Map
 import qualified Data.Text.Lazy.IO as Text
+import Foreign.Ptr
+import LLVM.AST.AddrSpace
 import LLVM.AST.Constant
 import LLVM.AST.Float
 import LLVM.AST.FloatingPointPredicate hiding (False, True)
 import LLVM.AST.Operand
 import LLVM.AST.Type as Type
 import LLVM.AST.Constant
 import LLVM.AST.Float
 import LLVM.AST.FloatingPointPredicate hiding (False, True)
 import LLVM.AST.Operand
 import LLVM.AST.Type as Type
+import LLVM.Context
 import LLVM.IRBuilder
 import LLVM.IRBuilder
+import LLVM.Module
+import LLVM.OrcJIT
+import LLVM.OrcJIT.CompileLayer
+import LLVM.PassManager
 import LLVM.Pretty
 import LLVM.Pretty
+import LLVM.Target
 import System.IO
 import System.IO
+import System.IO.Error
 import Text.Read (readMaybe)
 
 import Text.Read (readMaybe)
 
-main = buildModuleT "main" repl
+foreign import ccall "dynamic" mkFun :: FunPtr (IO Double) -> IO Double
 
 
-repl :: ModuleBuilderT IO ()
+data JITEnv = JITEnv
+  { jitEnvContext :: Context
+  , jitEnvCompileLayer :: IRCompileLayer ObjectLinkingLayer
+  , jitEnvModuleKey :: ModuleKey
+  }
+
+main :: IO ()
+main = do
+  withContext $ \ctx -> withHostTargetMachine $ \tm -> do
+    withExecutionSession $ \exSession ->
+      withSymbolResolver exSession (SymbolResolver symResolver) $ \symResolverPtr ->
+        withObjectLinkingLayer exSession (const $ pure symResolverPtr) $ \linkingLayer ->
+          withIRCompileLayer linkingLayer tm $ \compLayer -> do
+            withModuleKey exSession $ \mdlKey -> do
+              let env = JITEnv ctx compLayer mdlKey
+              ast <- runReaderT (buildModuleT "main" repl) env
+              return ()
+
+-- This can eventually be used to resolve external functions, e.g. a stdlib call
+symResolver :: MangledSymbol -> IO (Either JITSymbolError JITSymbol)
+symResolver sym = undefined
+
+repl :: ModuleBuilderT (ReaderT JITEnv IO) ()
 repl = do
   liftIO $ hPutStr stderr "ready> "
 repl = do
   liftIO $ hPutStr stderr "ready> "
-  ast <- liftIO $ readMaybe <$> getLine
-  case ast of
+  mline <- liftIO $ catchIOError (Just <$> getLine) eofHandler
+  case mline of
+    Nothing -> return ()
+    Just l -> do
+      case readMaybe l of
         Nothing ->  liftIO $ hPutStrLn stderr "Couldn't parse"
         Nothing ->  liftIO $ hPutStrLn stderr "Couldn't parse"
-    Just x -> do
-      hoist $ buildAST x
-      mostRecentDef >>= liftIO . Text.hPutStrLn stderr . ppll
+        Just ast -> do
+          anon <- isAnonExpr <$> hoist (buildAST ast)
+          def <- mostRecentDef
+          
+          ast <- moduleSoFar "main"
+          ctx <- lift $ asks jitEnvContext
+          env <- lift ask
+          liftIO $ withModuleFromAST ctx ast $ \mdl -> do
+            Text.hPutStrLn stderr $ ppll def
+            let spec = defaultCuratedPassSetSpec { optLevel = Just 3 }
+            -- this returns true if the module was modified
+            withPassManager spec $ flip runPassManager mdl
+            when anon (jit env mdl >>= hPrint stderr)
+
+          when anon (removeDef def)
       repl
   where
       repl
   where
+    eofHandler e
+      | isEOFError e = return Nothing
+      | otherwise = ioError e
+    isAnonExpr (ConstantOperand (GlobalReference _ "__anon_expr")) = True
+    isAnonExpr _ = False
+
+jit :: JITEnv -> Module -> IO Double
+jit JITEnv{jitEnvCompileLayer=compLayer, jitEnvModuleKey=mdlKey} mdl =
+  withModule compLayer mdlKey mdl $ do
+    mangled <- mangleSymbol compLayer "__anon_expr"
+    Right (JITSymbol fPtr _) <- findSymbolIn compLayer mdlKey mangled False
+    mkFun (castPtrToFunPtr (wordPtrToPtr fPtr))
 
 type Binds = Map.Map String Operand
 
 
 type Binds = Map.Map String Operand
 
@@ -41,6 +101,9 @@ buildAST (Function (Prototype nameStr paramStrs) body) = do
     flip runReaderT binds $ buildExpr body >>= ret
   where params = zip (repeat Type.double) (map fromString paramStrs)
 
     flip runReaderT binds $ buildExpr body >>= ret
   where params = zip (repeat Type.double) (map fromString paramStrs)
 
+buildAST (Extern (Prototype nameStr params)) =
+  extern (fromString nameStr) (replicate (length params) Type.double) Type.double
+
 buildAST (TopLevelExpr x) = function "__anon_expr" [] Type.double $
   const $ flip runReaderT mempty $ buildExpr x >>= ret
 
 buildAST (TopLevelExpr x) = function "__anon_expr" [] Type.double $
   const $ flip runReaderT mempty $ buildExpr x >>= ret
 
@@ -69,3 +132,12 @@ buildExpr (BinOp op a b) = do
                   K.Cmp LT -> fcmp OLT
                   K.Cmp GT -> fcmp OGT
                   K.Cmp EQ -> fcmp OEQ
                   K.Cmp LT -> fcmp OLT
                   K.Cmp GT -> fcmp OGT
                   K.Cmp EQ -> fcmp OEQ
+
+buildExpr (Call callee params) = do
+  paramOps <- mapM buildExpr params
+  let nam = fromString callee
+      -- get a pointer to the function
+      typ = FunctionType Type.double (replicate (length params) Type.double) False
+      ptrTyp = Type.PointerType typ (AddrSpace 0)
+      ref = GlobalReference ptrTyp nam
+  call (ConstantOperand ref) (zip paramOps (repeat []))