Chapter 2 of the Toy tutorial
authorMehdi Amini <aminim@google.com>
Tue, 2 Apr 2019 20:11:20 +0000 (13:11 -0700)
committerMehdi Amini <joker.eph@gmail.com>
Tue, 2 Apr 2019 20:41:00 +0000 (13:41 -0700)
    This introduces a basic MLIRGen through straight AST traversal,
    without dialect registration at this point.

--

PiperOrigin-RevId: 241588354

16 files changed:
mlir/examples/toy/CMakeLists.txt
mlir/examples/toy/Ch2/CMakeLists.txt [new file with mode: 0644]
mlir/examples/toy/Ch2/include/toy/AST.h [new file with mode: 0644]
mlir/examples/toy/Ch2/include/toy/Lexer.h [new file with mode: 0644]
mlir/examples/toy/Ch2/include/toy/MLIRGen.h [new file with mode: 0644]
mlir/examples/toy/Ch2/include/toy/Parser.h [new file with mode: 0644]
mlir/examples/toy/Ch2/mlir/MLIRGen.cpp [new file with mode: 0644]
mlir/examples/toy/Ch2/parser/AST.cpp [new file with mode: 0644]
mlir/examples/toy/Ch2/toyc.cpp [new file with mode: 0644]
mlir/g3doc/Tutorials/Toy/Ch-2.md [new file with mode: 0644]
mlir/test/CMakeLists.txt
mlir/test/Examples/Toy/Ch1/ast.toy
mlir/test/Examples/Toy/Ch2/ast.toy [new file with mode: 0644]
mlir/test/Examples/Toy/Ch2/codegen.toy [new file with mode: 0644]
mlir/test/Examples/Toy/Ch2/invalid.mlir [new file with mode: 0644]
mlir/test/lit.cfg.py

index 19f5293..b70c371 100644 (file)
@@ -7,3 +7,4 @@ macro(add_toy_chapter name)
 endmacro(add_toy_chapter name)
 
 add_subdirectory(Ch1)
+add_subdirectory(Ch2)
diff --git a/mlir/examples/toy/Ch2/CMakeLists.txt b/mlir/examples/toy/Ch2/CMakeLists.txt
new file mode 100644 (file)
index 0000000..1209963
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,16 @@
+set(LLVM_LINK_COMPONENTS
+  Support
+  )
+
+add_toy_chapter(toyc-ch2
+  toyc.cpp
+  parser/AST.cpp
+  mlir/MLIRGen.cpp
+  )
+include_directories(include/)
+target_link_libraries(toyc-ch2
+  PRIVATE
+    MLIRAnalysis
+    MLIRIR
+    MLIRParser
+    MLIRTransforms)
diff --git a/mlir/examples/toy/Ch2/include/toy/AST.h b/mlir/examples/toy/Ch2/include/toy/AST.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..456a323
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,256 @@
+//===- AST.h - Node definition for the Toy AST ----------------------------===//
+//
+// Copyright 2019 The MLIR Authors.
+//
+// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+// you may not use this file except in compliance with the License.
+// You may obtain a copy of the License at
+//
+//   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+//
+// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+// See the License for the specific language governing permissions and
+// limitations under the License.
+// =============================================================================
+//
+// This file implements the AST for the Toy language. It is optimized for
+// simplicity, not efficiency. The AST forms a tree structure where each node
+// references its children using std::unique_ptr<>.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+#ifndef MLIR_TUTORIAL_TOY_AST_H_
+#define MLIR_TUTORIAL_TOY_AST_H_
+
+#include "toy/Lexer.h"
+
+#include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
+#include "llvm/ADT/StringRef.h"
+#include "llvm/Support/Casting.h"
+#include <vector>
+
+namespace toy {
+
+/// A variable
+struct VarType {
+  enum { TY_FLOAT, TY_INT } elt_ty;
+  std::vector<int> shape;
+};
+
+/// Base class for all expression nodes.
+class ExprAST {
+public:
+  enum ExprASTKind {
+    Expr_VarDecl,
+    Expr_Return,
+    Expr_Num,
+    Expr_Literal,
+    Expr_Var,
+    Expr_BinOp,
+    Expr_Call,
+    Expr_Print, // builtin
+    Expr_If,
+    Expr_For,
+  };
+
+  ExprAST(ExprASTKind kind, Location location)
+      : kind(kind), location(location) {}
+
+  virtual ~ExprAST() = default;
+
+  ExprASTKind getKind() const { return kind; }
+
+  const Location &loc() { return location; }
+
+private:
+  const ExprASTKind kind;
+  Location location;
+};
+
+/// A block-list of expressions.
+using ExprASTList = std::vector<std::unique_ptr<ExprAST>>;
+
+/// Expression class for numeric literals like "1.0".
+class NumberExprAST : public ExprAST {
+  double Val;
+
+public:
+  NumberExprAST(Location loc, double Val) : ExprAST(Expr_Num, loc), Val(Val) {}
+
+  double getValue() { return Val; }
+
+  /// LLVM style RTTI
+  static bool classof(const ExprAST *C) { return C->getKind() == Expr_Num; }
+};
+
+///
+class LiteralExprAST : public ExprAST {
+  std::vector<std::unique_ptr<ExprAST>> values;
+  std::vector<int64_t> dims;
+
+public:
+  LiteralExprAST(Location loc, std::vector<std::unique_ptr<ExprAST>> values,
+                 std::vector<int64_t> dims)
+      : ExprAST(Expr_Literal, loc), values(std::move(values)),
+        dims(std::move(dims)) {}
+
+  std::vector<std::unique_ptr<ExprAST>> &getValues() { return values; }
+  std::vector<int64_t> &getDims() { return dims; }
+  /// LLVM style RTTI
+  static bool classof(const ExprAST *C) { return C->getKind() == Expr_Literal; }
+};
+
+/// Expression class for referencing a variable, like "a".
+class VariableExprAST : public ExprAST {
+  std::string name;
+
+public:
+  VariableExprAST(Location loc, const std::string &name)
+      : ExprAST(Expr_Var, loc), name(name) {}
+
+  llvm::StringRef getName() { return name; }
+
+  /// LLVM style RTTI
+  static bool classof(const ExprAST *C) { return C->getKind() == Expr_Var; }
+};
+
+///
+class VarDeclExprAST : public ExprAST {
+  std::string name;
+  VarType type;
+  std::unique_ptr<ExprAST> initVal;
+
+public:
+  VarDeclExprAST(Location loc, const std::string &name, VarType type,
+                 std::unique_ptr<ExprAST> initVal)
+      : ExprAST(Expr_VarDecl, loc), name(name), type(std::move(type)),
+        initVal(std::move(initVal)) {}
+
+  llvm::StringRef getName() { return name; }
+  ExprAST *getInitVal() { return initVal.get(); }
+  VarType &getType() { return type; }
+
+  /// LLVM style RTTI
+  static bool classof(const ExprAST *C) { return C->getKind() == Expr_VarDecl; }
+};
+
+///
+class ReturnExprAST : public ExprAST {
+  llvm::Optional<std::unique_ptr<ExprAST>> expr;
+
+public:
+  ReturnExprAST(Location loc, llvm::Optional<std::unique_ptr<ExprAST>> expr)
+      : ExprAST(Expr_Return, loc), expr(std::move(expr)) {}
+
+  llvm::Optional<ExprAST *> getExpr() {
+    if (expr.hasValue())
+      return expr->get();
+    return llvm::NoneType();
+  }
+
+  /// LLVM style RTTI
+  static bool classof(const ExprAST *C) { return C->getKind() == Expr_Return; }
+};
+
+/// Expression class for a binary operator.
+class BinaryExprAST : public ExprAST {
+  char Op;
+  std::unique_ptr<ExprAST> LHS, RHS;
+
+public:
+  char getOp() { return Op; }
+  ExprAST *getLHS() { return LHS.get(); }
+  ExprAST *getRHS() { return RHS.get(); }
+
+  BinaryExprAST(Location loc, char Op, std::unique_ptr<ExprAST> LHS,
+                std::unique_ptr<ExprAST> RHS)
+      : ExprAST(Expr_BinOp, loc), Op(Op), LHS(std::move(LHS)),
+        RHS(std::move(RHS)) {}
+
+  /// LLVM style RTTI
+  static bool classof(const ExprAST *C) { return C->getKind() == Expr_BinOp; }
+};
+
+/// Expression class for function calls.
+class CallExprAST : public ExprAST {
+  std::string Callee;
+  std::vector<std::unique_ptr<ExprAST>> Args;
+
+public:
+  CallExprAST(Location loc, const std::string &Callee,
+              std::vector<std::unique_ptr<ExprAST>> Args)
+      : ExprAST(Expr_Call, loc), Callee(Callee), Args(std::move(Args)) {}
+
+  llvm::StringRef getCallee() { return Callee; }
+  llvm::ArrayRef<std::unique_ptr<ExprAST>> getArgs() { return Args; }
+
+  /// LLVM style RTTI
+  static bool classof(const ExprAST *C) { return C->getKind() == Expr_Call; }
+};
+
+/// Expression class for builtin print calls.
+class PrintExprAST : public ExprAST {
+  std::unique_ptr<ExprAST> Arg;
+
+public:
+  PrintExprAST(Location loc, std::unique_ptr<ExprAST> Arg)
+      : ExprAST(Expr_Print, loc), Arg(std::move(Arg)) {}
+
+  ExprAST *getArg() { return Arg.get(); }
+
+  /// LLVM style RTTI
+  static bool classof(const ExprAST *C) { return C->getKind() == Expr_Print; }
+};
+
+/// This class represents the "prototype" for a function, which captures its
+/// name, and its argument names (thus implicitly the number of arguments the
+/// function takes).
+class PrototypeAST {
+  Location location;
+  std::string name;
+  std::vector<std::unique_ptr<VariableExprAST>> args;
+
+public:
+  PrototypeAST(Location location, const std::string &name,
+               std::vector<std::unique_ptr<VariableExprAST>> args)
+      : location(location), name(name), args(std::move(args)) {}
+
+  const Location &loc() { return location; }
+  const std::string &getName() const { return name; }
+  const std::vector<std::unique_ptr<VariableExprAST>> &getArgs() {
+    return args;
+  }
+};
+
+/// This class represents a function definition itself.
+class FunctionAST {
+  std::unique_ptr<PrototypeAST> Proto;
+  std::unique_ptr<ExprASTList> Body;
+
+public:
+  FunctionAST(std::unique_ptr<PrototypeAST> Proto,
+              std::unique_ptr<ExprASTList> Body)
+      : Proto(std::move(Proto)), Body(std::move(Body)) {}
+  PrototypeAST *getProto() { return Proto.get(); }
+  ExprASTList *getBody() { return Body.get(); }
+};
+
+/// This class represents a list of functions to be processed together
+class ModuleAST {
+  std::vector<FunctionAST> functions;
+
+public:
+  ModuleAST(std::vector<FunctionAST> functions)
+      : functions(std::move(functions)) {}
+
+  auto begin() -> decltype(functions.begin()) { return functions.begin(); }
+  auto end() -> decltype(functions.end()) { return functions.end(); }
+};
+
+void dump(ModuleAST &);
+
+} // namespace toy
+
+#endif // MLIR_TUTORIAL_TOY_AST_H_
diff --git a/mlir/examples/toy/Ch2/include/toy/Lexer.h b/mlir/examples/toy/Ch2/include/toy/Lexer.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d73adb9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,239 @@
+//===- Lexer.h - Lexer for the Toy language -------------------------------===//
+//
+// Copyright 2019 The MLIR Authors.
+//
+// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+// you may not use this file except in compliance with the License.
+// You may obtain a copy of the License at
+//
+//   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+//
+// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+// See the License for the specific language governing permissions and
+// limitations under the License.
+// =============================================================================
+//
+// This file implements a simple Lexer for the Toy language.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+#ifndef MLIR_TUTORIAL_TOY_LEXER_H_
+#define MLIR_TUTORIAL_TOY_LEXER_H_
+
+#include "llvm/ADT/StringRef.h"
+
+#include <memory>
+#include <string>
+
+namespace toy {
+
+/// Structure definition a location in a file.
+struct Location {
+  std::shared_ptr<std::string> file; ///< filename
+  int line;                          ///< line number.
+  int col;                           ///< column number.
+};
+
+// List of Token returned by the lexer.
+enum Token : int {
+  tok_semicolon = ';',
+  tok_parenthese_open = '(',
+  tok_parenthese_close = ')',
+  tok_bracket_open = '{',
+  tok_bracket_close = '}',
+  tok_sbracket_open = '[',
+  tok_sbracket_close = ']',
+
+  tok_eof = -1,
+
+  // commands
+  tok_return = -2,
+  tok_var = -3,
+  tok_def = -4,
+
+  // primary
+  tok_identifier = -5,
+  tok_number = -6,
+};
+
+/// The Lexer is an abstract base class providing all the facilities that the
+/// Parser expects. It goes through the stream one token at a time and keeps
+/// track of the location in the file for debugging purpose.
+/// It relies on a subclass to provide a `readNextLine()` method. The subclass
+/// can proceed by reading the next line from the standard input or from a
+/// memory mapped file.
+class Lexer {
+public:
+  /// Create a lexer for the given filename. The filename is kept only for
+  /// debugging purpose (attaching a location to a Token).
+  Lexer(std::string filename)
+      : lastLocation(
+            {std::make_shared<std::string>(std::move(filename)), 0, 0}) {}
+  virtual ~Lexer() = default;
+
+  /// Look at the current token in the stream.
+  Token getCurToken() { return curTok; }
+
+  /// Move to the next token in the stream and return it.
+  Token getNextToken() { return curTok = getTok(); }
+
+  /// Move to the next token in the stream, asserting on the current token
+  /// matching the expectation.
+  void consume(Token tok) {
+    assert(tok == curTok && "consume Token mismatch expectation");
+    getNextToken();
+  }
+
+  /// Return the current identifier (prereq: getCurToken() == tok_identifier)
+  llvm::StringRef getId() {
+    assert(curTok == tok_identifier);
+    return IdentifierStr;
+  }
+
+  /// Return the current number (prereq: getCurToken() == tok_number)
+  double getValue() {
+    assert(curTok == tok_number);
+    return NumVal;
+  }
+
+  /// Return the location for the beginning of the current token.
+  Location getLastLocation() { return lastLocation; }
+
+  // Return the current line in the file.
+  int getLine() { return curLineNum; }
+
+  // Return the current column in the file.
+  int getCol() { return curCol; }
+
+private:
+  /// Delegate to a derived class fetching the next line. Returns an empty
+  /// string to signal end of file (EOF). Lines are expected to always finish
+  /// with "\n"
+  virtual llvm::StringRef readNextLine() = 0;
+
+  /// Return the next character from the stream. This manages the buffer for the
+  /// current line and request the next line buffer to the derived class as
+  /// needed.
+  int getNextChar() {
+    // The current line buffer should not be empty unless it is the end of file.
+    if (curLineBuffer.empty())
+      return EOF;
+    ++curCol;
+    auto nextchar = curLineBuffer.front();
+    curLineBuffer = curLineBuffer.drop_front();
+    if (curLineBuffer.empty())
+      curLineBuffer = readNextLine();
+    if (nextchar == '\n') {
+      ++curLineNum;
+      curCol = 0;
+    }
+    return nextchar;
+  }
+
+  ///  Return the next token from standard input.
+  Token getTok() {
+    // Skip any whitespace.
+    while (isspace(LastChar))
+      LastChar = Token(getNextChar());
+
+    // Save the current location before reading the token characters.
+    lastLocation.line = curLineNum;
+    lastLocation.col = curCol;
+
+    if (isalpha(LastChar)) { // identifier: [a-zA-Z][a-zA-Z0-9_]*
+      IdentifierStr = (char)LastChar;
+      while (isalnum((LastChar = Token(getNextChar()))) || LastChar == '_')
+        IdentifierStr += (char)LastChar;
+
+      if (IdentifierStr == "return")
+        return tok_return;
+      if (IdentifierStr == "def")
+        return tok_def;
+      if (IdentifierStr == "var")
+        return tok_var;
+      return tok_identifier;
+    }
+
+    if (isdigit(LastChar) || LastChar == '.') { // Number: [0-9.]+
+      std::string NumStr;
+      do {
+        NumStr += LastChar;
+        LastChar = Token(getNextChar());
+      } while (isdigit(LastChar) || LastChar == '.');
+
+      NumVal = strtod(NumStr.c_str(), nullptr);
+      return tok_number;
+    }
+
+    if (LastChar == '#') {
+      // Comment until end of line.
+      do
+        LastChar = Token(getNextChar());
+      while (LastChar != EOF && LastChar != '\n' && LastChar != '\r');
+
+      if (LastChar != EOF)
+        return getTok();
+    }
+
+    // Check for end of file.  Don't eat the EOF.
+    if (LastChar == EOF)
+      return tok_eof;
+
+    // Otherwise, just return the character as its ascii value.
+    Token ThisChar = Token(LastChar);
+    LastChar = Token(getNextChar());
+    return ThisChar;
+  }
+
+  /// The last token read from the input.
+  Token curTok = tok_eof;
+
+  /// Location for `curTok`.
+  Location lastLocation;
+
+  /// If the current Token is an identifier, this string contains the value.
+  std::string IdentifierStr;
+
+  /// If the current Token is a number, this contains the value.
+  double NumVal = 0;
+
+  /// The last value returned by getNextChar(). We need to keep it around as we
+  /// always need to read ahead one character to decide when to end a token and
+  /// we can't put it back in the stream after reading from it.
+  Token LastChar = Token(' ');
+
+  /// Keep track of the current line number in the input stream
+  int curLineNum = 0;
+
+  /// Keep track of the current column number in the input stream
+  int curCol = 0;
+
+  /// Buffer supplied by the derived class on calls to `readNextLine()`
+  llvm::StringRef curLineBuffer = "\n";
+};
+
+/// A lexer implementation operating on a buffer in memory.
+class LexerBuffer final : public Lexer {
+public:
+  LexerBuffer(const char *begin, const char *end, std::string filename)
+      : Lexer(std::move(filename)), current(begin), end(end) {}
+
+private:
+  /// Provide one line at a time to the Lexer, return an empty string when
+  /// reaching the end of the buffer.
+  llvm::StringRef readNextLine() override {
+    auto *begin = current;
+    while (current <= end && *current && *current != '\n')
+      ++current;
+    if (current <= end && *current)
+      ++current;
+    llvm::StringRef result{begin, static_cast<size_t>(current - begin)};
+    return result;
+  }
+  const char *current, *end;
+};
+} // namespace toy
+
+#endif // MLIR_TUTORIAL_TOY_LEXER_H_
diff --git a/mlir/examples/toy/Ch2/include/toy/MLIRGen.h b/mlir/examples/toy/Ch2/include/toy/MLIRGen.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..21637bc
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,42 @@
+//===- MLIRGen.h - MLIR Generation from a Toy AST -------------------------===//
+//
+// Copyright 2019 The MLIR Authors.
+//
+// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+// you may not use this file except in compliance with the License.
+// You may obtain a copy of the License at
+//
+//   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+//
+// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+// See the License for the specific language governing permissions and
+// limitations under the License.
+// =============================================================================
+//
+// This file declares a simple interface to perform IR generation targeting MLIR
+// from a Module AST for the Toy language.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+#ifndef MLIR_TUTORIAL_TOY_MLIRGEN_H_
+#define MLIR_TUTORIAL_TOY_MLIRGEN_H_
+
+#include <memory>
+
+namespace mlir {
+class MLIRContext;
+class Module;
+} // namespace mlir
+
+namespace toy {
+class ModuleAST;
+
+/// Emit IR for the given Toy moduleAST, returns a newly created MLIR module
+/// or nullptr on failure.
+std::unique_ptr<mlir::Module> mlirGen(mlir::MLIRContext &context,
+                                      ModuleAST &moduleAST);
+} // namespace toy
+
+#endif // MLIR_TUTORIAL_TOY_MLIRGEN_H_
diff --git a/mlir/examples/toy/Ch2/include/toy/Parser.h b/mlir/examples/toy/Ch2/include/toy/Parser.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..bc7aa52
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,494 @@
+//===- Parser.h - Toy Language Parser -------------------------------------===//
+//
+// Copyright 2019 The MLIR Authors.
+//
+// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+// you may not use this file except in compliance with the License.
+// You may obtain a copy of the License at
+//
+//   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+//
+// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+// See the License for the specific language governing permissions and
+// limitations under the License.
+// =============================================================================
+//
+// This file implements the parser for the Toy language. It processes the Token
+// provided by the Lexer and returns an AST.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+#ifndef MLIR_TUTORIAL_TOY_PARSER_H
+#define MLIR_TUTORIAL_TOY_PARSER_H
+
+#include "toy/AST.h"
+#include "toy/Lexer.h"
+
+#include "llvm/ADT/Optional.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/ADT/StringExtras.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+
+#include <map>
+#include <utility>
+#include <vector>
+
+namespace toy {
+
+/// This is a simple recursive parser for the Toy language. It produces a well
+/// formed AST from a stream of Token supplied by the Lexer. No semantic checks
+/// or symbol resolution is performed. For example, variables are referenced by
+/// string and the code could reference an undeclared variable and the parsing
+/// succeeds.
+class Parser {
+public:
+  /// Create a Parser for the supplied lexer.
+  Parser(Lexer &lexer) : lexer(lexer) {}
+
+  /// Parse a full Module. A module is a list of function definitions.
+  std::unique_ptr<ModuleAST> ParseModule() {
+    lexer.getNextToken(); // prime the lexer
+
+    // Parse functions one at a time and accumulate in this vector.
+    std::vector<FunctionAST> functions;
+    while (auto F = ParseDefinition()) {
+      functions.push_back(std::move(*F));
+      if (lexer.getCurToken() == tok_eof)
+        break;
+    }
+    // If we didn't reach EOF, there was an error during parsing
+    if (lexer.getCurToken() != tok_eof)
+      return parseError<ModuleAST>("nothing", "at end of module");
+
+    return llvm::make_unique<ModuleAST>(std::move(functions));
+  }
+
+private:
+  Lexer &lexer;
+
+  /// Parse a return statement.
+  /// return :== return ; | return expr ;
+  std::unique_ptr<ReturnExprAST> ParseReturn() {
+    auto loc = lexer.getLastLocation();
+    lexer.consume(tok_return);
+
+    // return takes an optional argument
+    llvm::Optional<std::unique_ptr<ExprAST>> expr;
+    if (lexer.getCurToken() != ';') {
+      expr = ParseExpression();
+      if (!expr)
+        return nullptr;
+    }
+    return llvm::make_unique<ReturnExprAST>(std::move(loc), std::move(expr));
+  }
+
+  /// Parse a literal number.
+  /// numberexpr ::= number
+  std::unique_ptr<ExprAST> ParseNumberExpr() {
+    auto loc = lexer.getLastLocation();
+    auto Result =
+        llvm::make_unique<NumberExprAST>(std::move(loc), lexer.getValue());
+    lexer.consume(tok_number);
+    return std::move(Result);
+  }
+
+  /// Parse a literal array expression.
+  /// tensorLiteral ::= [ literalList ] | number
+  /// literalList ::= tensorLiteral | tensorLiteral, literalList
+  std::unique_ptr<ExprAST> ParseTensorLitteralExpr() {
+    auto loc = lexer.getLastLocation();
+    lexer.consume(Token('['));
+
+    // Hold the list of values at this nesting level.
+    std::vector<std::unique_ptr<ExprAST>> values;
+    // Hold the dimensions for all the nesting inside this level.
+    std::vector<int64_t> dims;
+    do {
+      // We can have either another nested array or a number literal.
+      if (lexer.getCurToken() == '[') {
+        values.push_back(ParseTensorLitteralExpr());
+        if (!values.back())
+          return nullptr; // parse error in the nested array.
+      } else {
+        if (lexer.getCurToken() != tok_number)
+          return parseError<ExprAST>("<num> or [", "in literal expression");
+        values.push_back(ParseNumberExpr());
+      }
+
+      // End of this list on ']'
+      if (lexer.getCurToken() == ']')
+        break;
+
+      // Elements are separated by a comma.
+      if (lexer.getCurToken() != ',')
+        return parseError<ExprAST>("] or ,", "in literal expression");
+
+      lexer.getNextToken(); // eat ,
+    } while (true);
+    if (values.empty())
+      return parseError<ExprAST>("<something>", "to fill literal expression");
+    lexer.getNextToken(); // eat ]
+    /// Fill in the dimensions now. First the current nesting level:
+    dims.push_back(values.size());
+    /// If there is any nested array, process all of them and ensure that
+    /// dimensions are uniform.
+    if (llvm::any_of(values, [](std::unique_ptr<ExprAST> &expr) {
+          return llvm::isa<LiteralExprAST>(expr.get());
+        })) {
+      auto *firstLiteral = llvm::dyn_cast<LiteralExprAST>(values.front().get());
+      if (!firstLiteral)
+        return parseError<ExprAST>("uniform well-nested dimensions",
+                                   "inside literal expession");
+
+      // Append the nested dimensions to the current level
+      auto &firstDims = firstLiteral->getDims();
+      dims.insert(dims.end(), firstDims.begin(), firstDims.end());
+
+      // Sanity check that shape is uniform across all elements of the list.
+      for (auto &expr : values) {
+        auto *exprLiteral = llvm::cast<LiteralExprAST>(expr.get());
+        if (!exprLiteral)
+          return parseError<ExprAST>("uniform well-nested dimensions",
+                                     "inside literal expession");
+        if (exprLiteral->getDims() != firstDims)
+          return parseError<ExprAST>("uniform well-nested dimensions",
+                                     "inside literal expession");
+      }
+    }
+    return llvm::make_unique<LiteralExprAST>(std::move(loc), std::move(values),
+                                             std::move(dims));
+  }
+
+  /// parenexpr ::= '(' expression ')'
+  std::unique_ptr<ExprAST> ParseParenExpr() {
+    lexer.getNextToken(); // eat (.
+    auto V = ParseExpression();
+    if (!V)
+      return nullptr;
+
+    if (lexer.getCurToken() != ')')
+      return parseError<ExprAST>(")", "to close expression with parentheses");
+    lexer.consume(Token(')'));
+    return V;
+  }
+
+  /// identifierexpr
+  ///   ::= identifier
+  ///   ::= identifier '(' expression ')'
+  std::unique_ptr<ExprAST> ParseIdentifierExpr() {
+    std::string name = lexer.getId();
+
+    auto loc = lexer.getLastLocation();
+    lexer.getNextToken(); // eat identifier.
+
+    if (lexer.getCurToken() != '(') // Simple variable ref.
+      return llvm::make_unique<VariableExprAST>(std::move(loc), name);
+
+    // This is a function call.
+    lexer.consume(Token('('));
+    std::vector<std::unique_ptr<ExprAST>> Args;
+    if (lexer.getCurToken() != ')') {
+      while (true) {
+        if (auto Arg = ParseExpression())
+          Args.push_back(std::move(Arg));
+        else
+          return nullptr;
+
+        if (lexer.getCurToken() == ')')
+          break;
+
+        if (lexer.getCurToken() != ',')
+          return parseError<ExprAST>(", or )", "in argument list");
+        lexer.getNextToken();
+      }
+    }
+    lexer.consume(Token(')'));
+
+    // It can be a builtin call to print
+    if (name == "print") {
+      if (Args.size() != 1)
+        return parseError<ExprAST>("<single arg>", "as argument to print()");
+
+      return llvm::make_unique<PrintExprAST>(std::move(loc),
+                                             std::move(Args[0]));
+    }
+
+    // Call to a user-defined function
+    return llvm::make_unique<CallExprAST>(std::move(loc), name,
+                                          std::move(Args));
+  }
+
+  /// primary
+  ///   ::= identifierexpr
+  ///   ::= numberexpr
+  ///   ::= parenexpr
+  ///   ::= tensorliteral
+  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();
+    case '(':
+      return ParseParenExpr();
+    case '[':
+      return ParseTensorLitteralExpr();
+    case ';':
+      return nullptr;
+    case '}':
+      return nullptr;
+    }
+  }
+
+  /// Recursively parse the right hand side of a binary expression, the ExprPrec
+  /// argument indicates the precedence of the current binary operator.
+  ///
+  /// binoprhs ::= ('+' primary)*
+  std::unique_ptr<ExprAST> ParseBinOpRHS(int ExprPrec,
+                                         std::unique_ptr<ExprAST> LHS) {
+    // If this is a binop, find its precedence.
+    while (true) {
+      int TokPrec = GetTokPrecedence();
+
+      // If this is a binop that binds at least as tightly as the current binop,
+      // consume it, otherwise we are done.
+      if (TokPrec < ExprPrec)
+        return LHS;
+
+      // Okay, we know this is a binop.
+      int BinOp = lexer.getCurToken();
+      lexer.consume(Token(BinOp));
+      auto loc = lexer.getLastLocation();
+
+      // Parse the primary expression after the binary operator.
+      auto RHS = ParsePrimary();
+      if (!RHS)
+        return parseError<ExprAST>("expression", "to complete binary operator");
+
+      // If BinOp binds less tightly with RHS than the operator after RHS, let
+      // the pending operator take RHS as its LHS.
+      int NextPrec = GetTokPrecedence();
+      if (TokPrec < NextPrec) {
+        RHS = ParseBinOpRHS(TokPrec + 1, std::move(RHS));
+        if (!RHS)
+          return nullptr;
+      }
+
+      // Merge LHS/RHS.
+      LHS = llvm::make_unique<BinaryExprAST>(std::move(loc), BinOp,
+                                             std::move(LHS), std::move(RHS));
+    }
+  }
+
+  /// expression::= primary binoprhs
+  std::unique_ptr<ExprAST> ParseExpression() {
+    auto LHS = ParsePrimary();
+    if (!LHS)
+      return nullptr;
+
+    return ParseBinOpRHS(0, std::move(LHS));
+  }
+
+  /// type ::= < shape_list >
+  /// shape_list ::= num | num , shape_list
+  std::unique_ptr<VarType> ParseType() {
+    if (lexer.getCurToken() != '<')
+      return parseError<VarType>("<", "to begin type");
+    lexer.getNextToken(); // eat <
+
+    auto type = llvm::make_unique<VarType>();
+
+    while (lexer.getCurToken() == tok_number) {
+      type->shape.push_back(lexer.getValue());
+      lexer.getNextToken();
+      if (lexer.getCurToken() == ',')
+        lexer.getNextToken();
+    }
+
+    if (lexer.getCurToken() != '>')
+      return parseError<VarType>(">", "to end type");
+    lexer.getNextToken(); // eat >
+    return type;
+  }
+
+  /// Parse a variable declaration, it starts with a `var` keyword followed by
+  /// and identifier and an optional type (shape specification) before the
+  /// initializer.
+  /// decl ::= var identifier [ type ] = expr
+  std::unique_ptr<VarDeclExprAST> ParseDeclaration() {
+    if (lexer.getCurToken() != tok_var)
+      return parseError<VarDeclExprAST>("var", "to begin declaration");
+    auto loc = lexer.getLastLocation();
+    lexer.getNextToken(); // eat var
+
+    if (lexer.getCurToken() != tok_identifier)
+      return parseError<VarDeclExprAST>("identified",
+                                        "after 'var' declaration");
+    std::string id = lexer.getId();
+    lexer.getNextToken(); // eat id
+
+    std::unique_ptr<VarType> type; // Type is optional, it can be inferred
+    if (lexer.getCurToken() == '<') {
+      type = ParseType();
+      if (!type)
+        return nullptr;
+    }
+
+    if (!type)
+      type = llvm::make_unique<VarType>();
+    lexer.consume(Token('='));
+    auto expr = ParseExpression();
+    return llvm::make_unique<VarDeclExprAST>(std::move(loc), std::move(id),
+                                             std::move(*type), std::move(expr));
+  }
+
+  /// Parse a block: a list of expression separated by semicolons and wrapped in
+  /// curly braces.
+  ///
+  /// block ::= { expression_list }
+  /// expression_list ::= block_expr ; expression_list
+  /// block_expr ::= decl | "return" | expr
+  std::unique_ptr<ExprASTList> ParseBlock() {
+    if (lexer.getCurToken() != '{')
+      return parseError<ExprASTList>("{", "to begin block");
+    lexer.consume(Token('{'));
+
+    auto exprList = llvm::make_unique<ExprASTList>();
+
+    // Ignore empty expressions: swallow sequences of semicolons.
+    while (lexer.getCurToken() == ';')
+      lexer.consume(Token(';'));
+
+    while (lexer.getCurToken() != '}' && lexer.getCurToken() != tok_eof) {
+      if (lexer.getCurToken() == tok_var) {
+        // Variable declaration
+        auto varDecl = ParseDeclaration();
+        if (!varDecl)
+          return nullptr;
+        exprList->push_back(std::move(varDecl));
+      } else if (lexer.getCurToken() == tok_return) {
+        // Return statement
+        auto ret = ParseReturn();
+        if (!ret)
+          return nullptr;
+        exprList->push_back(std::move(ret));
+      } else {
+        // General expression
+        auto expr = ParseExpression();
+        if (!expr)
+          return nullptr;
+        exprList->push_back(std::move(expr));
+      }
+      // Ensure that elements are separated by a semicolon.
+      if (lexer.getCurToken() != ';')
+        return parseError<ExprASTList>(";", "after expression");
+
+      // Ignore empty expressions: swallow sequences of semicolons.
+      while (lexer.getCurToken() == ';')
+        lexer.consume(Token(';'));
+    }
+
+    if (lexer.getCurToken() != '}')
+      return parseError<ExprASTList>("}", "to close block");
+
+    lexer.consume(Token('}'));
+    return exprList;
+  }
+
+  /// prototype ::= def id '(' decl_list ')'
+  /// decl_list ::= identifier | identifier, decl_list
+  std::unique_ptr<PrototypeAST> ParsePrototype() {
+    auto loc = lexer.getLastLocation();
+    lexer.consume(tok_def);
+    if (lexer.getCurToken() != tok_identifier)
+      return parseError<PrototypeAST>("function name", "in prototype");
+
+    std::string FnName = lexer.getId();
+    lexer.consume(tok_identifier);
+
+    if (lexer.getCurToken() != '(')
+      return parseError<PrototypeAST>("(", "in prototype");
+    lexer.consume(Token('('));
+
+    std::vector<std::unique_ptr<VariableExprAST>> args;
+    if (lexer.getCurToken() != ')') {
+      do {
+        std::string name = lexer.getId();
+        auto loc = lexer.getLastLocation();
+        lexer.consume(tok_identifier);
+        auto decl = llvm::make_unique<VariableExprAST>(std::move(loc), name);
+        args.push_back(std::move(decl));
+        if (lexer.getCurToken() != ',')
+          break;
+        lexer.consume(Token(','));
+        if (lexer.getCurToken() != tok_identifier)
+          return parseError<PrototypeAST>(
+              "identifier", "after ',' in function parameter list");
+      } while (true);
+    }
+    if (lexer.getCurToken() != ')')
+      return parseError<PrototypeAST>("}", "to end function prototype");
+
+    // success.
+    lexer.consume(Token(')'));
+    return llvm::make_unique<PrototypeAST>(std::move(loc), FnName,
+                                           std::move(args));
+  }
+
+  /// Parse a function definition, we expect a prototype initiated with the
+  /// `def` keyword, followed by a block containing a list of expressions.
+  ///
+  /// definition ::= prototype block
+  std::unique_ptr<FunctionAST> ParseDefinition() {
+    auto Proto = ParsePrototype();
+    if (!Proto)
+      return nullptr;
+
+    if (auto block = ParseBlock())
+      return llvm::make_unique<FunctionAST>(std::move(Proto), std::move(block));
+    return nullptr;
+  }
+
+  /// Get the precedence of the pending binary operator token.
+  int GetTokPrecedence() {
+    if (!isascii(lexer.getCurToken()))
+      return -1;
+
+    // 1 is lowest precedence.
+    switch (static_cast<char>(lexer.getCurToken())) {
+    case '-':
+      return 20;
+    case '+':
+      return 20;
+    case '*':
+      return 40;
+    default:
+      return -1;
+    }
+  }
+
+  /// Helper function to signal errors while parsing, it takes an argument
+  /// indicating the expected token and another argument giving more context.
+  /// Location is retrieved from the lexer to enrich the error message.
+  template <typename R, typename T, typename U = const char *>
+  std::unique_ptr<R> parseError(T &&expected, U &&context = "") {
+    auto curToken = lexer.getCurToken();
+    llvm::errs() << "Parse error (" << lexer.getLastLocation().line << ", "
+                 << lexer.getLastLocation().col << "): expected '" << expected
+                 << "' " << context << " but has Token " << curToken;
+    if (isprint(curToken))
+      llvm::errs() << " '" << (char)curToken << "'";
+    llvm::errs() << "\n";
+    return nullptr;
+  }
+};
+
+} // namespace toy
+
+#endif // MLIR_TUTORIAL_TOY_PARSER_H
diff --git a/mlir/examples/toy/Ch2/mlir/MLIRGen.cpp b/mlir/examples/toy/Ch2/mlir/MLIRGen.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d21d629
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,523 @@
+//===- MLIRGen.cpp - MLIR Generation from a Toy AST -----------------------===//
+//
+// Copyright 2019 The MLIR Authors.
+//
+// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+// you may not use this file except in compliance with the License.
+// You may obtain a copy of the License at
+//
+//   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+//
+// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+// See the License for the specific language governing permissions and
+// limitations under the License.
+// =============================================================================
+//
+// This file implements a simple IR generation targeting MLIR from a Module AST
+// for the Toy language.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+#include "toy/MLIRGen.h"
+#include "toy/AST.h"
+
+#include "mlir/IR/Attributes.h"
+#include "mlir/IR/Builders.h"
+#include "mlir/IR/Location.h"
+#include "mlir/IR/MLIRContext.h"
+#include "mlir/IR/Module.h"
+#include "mlir/IR/StandardTypes.h"
+#include "mlir/IR/Types.h"
+#include "mlir/StandardOps/Ops.h"
+
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/ADT/ScopedHashTable.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include <numeric>
+
+using namespace toy;
+using llvm::cast;
+using llvm::dyn_cast;
+using llvm::isa;
+using llvm::make_unique;
+using llvm::ScopedHashTableScope;
+using llvm::SmallVector;
+using llvm::StringRef;
+using llvm::Twine;
+
+namespace {
+
+/// Implementation of a simple MLIR emission from the Toy AST.
+///
+/// This will emit operations that are specific to the Toy language, preserving
+/// the semantics of the language and (hopefully) allow to perform accurate
+/// analysis and transformation based on these high level semantics.
+///
+/// At this point we take advantage of the "raw" MLIR APIs to create operations
+/// that haven't been registered in any way with MLIR. These operations are
+/// unknown to MLIR, custom passes could operate by string-matching the name of
+/// these operations, but no other type checking or semantic is associated with
+/// them natively by MLIR.
+class MLIRGenImpl {
+public:
+  MLIRGenImpl(mlir::MLIRContext &context) : context(context) {}
+
+  /// Public API: convert the AST for a Toy module (source file) to an MLIR
+  /// Module.
+  std::unique_ptr<mlir::Module> mlirGen(ModuleAST &moduleAST) {
+    // We create an empty MLIR module and codegen functions one at a time and
+    // add them to the module.
+    theModule = make_unique<mlir::Module>(&context);
+
+    for (FunctionAST &F : moduleAST) {
+      auto func = mlirGen(F);
+      if (!func)
+        return nullptr;
+      theModule->getFunctions().push_back(func.release());
+    }
+
+    // FIXME: (in the next chapter...) without registering a dialect in MLIR,
+    // this won't do much, but it should at least check some structural
+    // properties.
+    if (failed(theModule->verify())) {
+      context.emitError(mlir::UnknownLoc::get(&context),
+                        "Module verification error");
+      return nullptr;
+    }
+
+    return std::move(theModule);
+  }
+
+private:
+  /// In MLIR (like in LLVM) a "context" object holds the memory allocation and
+  /// the ownership of many internal structure of the IR and provide a level
+  /// of "uniquing" across multiple modules (types for instance).
+  mlir::MLIRContext &context;
+
+  /// A "module" matches a source file: it contains a list of functions.
+  std::unique_ptr<mlir::Module> theModule;
+
+  /// The builder is a helper class to create IR inside a function. It is
+  /// re-initialized every time we enter a function and kept around as a
+  /// convenience for emitting individual operations.
+  /// The builder is stateful, in particular it keeeps an "insertion point":
+  /// this is where the next operations will be introduced.
+  std::unique_ptr<mlir::FuncBuilder> builder;
+
+  /// The symbol table maps a variable name to a value in the current scope.
+  /// Entering a function creates a new scope, and the function arguments are
+  /// added to the mapping. When the processing of a function is terminated, the
+  /// scope is destroyed and the mappings created in this scope are dropped.
+  llvm::ScopedHashTable<StringRef, mlir::Value *> symbolTable;
+
+  /// Create a new scope in the symbol table. The scope lifetime is managed by
+  /// the returned RAII object.
+  ScopedHashTableScope<llvm::StringRef, mlir::Value *> create_scope() {
+    return ScopedHashTableScope<llvm::StringRef, mlir::Value *>(symbolTable);
+  }
+
+  /// Helper conversion for a Toy AST location to an MLIR location.
+  mlir::FileLineColLoc loc(Location loc) {
+    return mlir::FileLineColLoc::get(
+        mlir::UniquedFilename::get(*loc.file, &context), loc.line, loc.col,
+        &context);
+  }
+
+  /// Declare a variable in the current scope, return true if the variable
+  /// wasn't declared yet.
+  bool declare(llvm::StringRef var, mlir::Value *value) {
+    if (symbolTable.count(var)) {
+      return false;
+    }
+    symbolTable.insert(var, value);
+    return true;
+  }
+
+  /// Create the prototype for an MLIR function with as many arguments as the
+  /// provided Toy AST prototype.
+  mlir::Function *mlirGen(PrototypeAST &proto) {
+    // This is a generic function, the return type will be inferred later.
+    llvm::SmallVector<mlir::Type, 4> ret_types;
+    // Arguments type is uniformly a generic array.
+    llvm::SmallVector<mlir::Type, 4> arg_types(proto.getArgs().size(),
+                                               getType(VarType{}));
+    auto func_type = mlir::FunctionType::get(arg_types, ret_types, &context);
+    auto *function = new mlir::Function(loc(proto.loc()), proto.getName(),
+                                        func_type, /* attrs = */ {});
+
+    // Mark the function as generic: it'll require type specialization for every
+    // call site.
+    if (function->getNumArguments())
+      function->setAttr("toy.generic", mlir::BoolAttr::get(true, &context));
+
+    return function;
+  }
+
+  /// Emit a new function and add it to the MLIR module.
+  std::unique_ptr<mlir::Function> mlirGen(FunctionAST &funcAST) {
+    // Create a scope in the symbol table to hold variable declarations.
+    auto var_scope = create_scope();
+
+    // Create an MLIR function for the given prototype.
+    std::unique_ptr<mlir::Function> function(mlirGen(*funcAST.getProto()));
+    if (!function)
+      return nullptr;
+
+    // Let's start the body of the function now!
+    // In MLIR the entry block of the function is special: it must have the same
+    // argument list as the function itself.
+    function->addEntryBlock();
+
+    auto &entryBlock = function->front();
+    auto &protoArgs = funcAST.getProto()->getArgs();
+    // Declare all the function arguments in the symbol table.
+    for (const auto &name_value :
+         llvm::zip(protoArgs, entryBlock.getArguments())) {
+      declare(std::get<0>(name_value)->getName(), std::get<1>(name_value));
+    }
+
+    // Create a builder for the function, it will be used throughout the codegen
+    // to create operations in this function.
+    builder = llvm::make_unique<mlir::FuncBuilder>(function.get());
+
+    // Emit the body of the function.
+    if (!mlirGen(*funcAST.getBody()))
+      return nullptr;
+
+    // Implicitly return void if no return statement was emited.
+    // FIXME: we may fix the parser instead to always return the last expression
+    // (this would possibly help the REPL case later)
+    if (function->getBlocks().back().back().getName().getStringRef() !=
+        "toy.return") {
+      ReturnExprAST fakeRet(funcAST.getProto()->loc(), llvm::None);
+      mlirGen(fakeRet);
+    }
+
+    return function;
+  }
+
+  /// Emit a binary operation
+  mlir::Value *mlirGen(BinaryExprAST &binop) {
+    // First emit the operations for each side of the operation before emitting
+    // the operation itself. For example if the expression is `a + foo(a)`
+    // 1) First it will visiting the LHS, which will return a reference to the
+    //    value holding `a`. This value should have been emitted at declaration
+    //    time and registered in the symbol table, so nothing would be
+    //    codegen'd. If the value is not in the symbol table, an error has been
+    //    emitted and nullptr is returned.
+    // 2) Then the RHS is visited (recursively) and a call to `foo` is emitted
+    //    and the result value is returned. If an error occurs we get a nullptr
+    //    and propagate.
+    //
+    mlir::Value *L = mlirGen(*binop.getLHS());
+    if (!L)
+      return nullptr;
+    mlir::Value *R = mlirGen(*binop.getRHS());
+    if (!R)
+      return nullptr;
+    auto location = loc(binop.loc());
+
+    // Derive the operation name from the binary operator. At the moment we only
+    // support '+' and '*'.
+    const char *op_name = nullptr;
+    switch (binop.getOp()) {
+    case '+':
+      op_name = "toy.add";
+      break;
+    case '*':
+      op_name = "toy.mul";
+      break;
+    default:
+      context.emitError(loc(binop.loc()),
+                        Twine("Error: invalid binary operator '") +
+                            Twine(binop.getOp()) + "'");
+      return nullptr;
+    }
+
+    // Build the MLIR operation from the name and the two operands. The return
+    // type is always a generic array for binary operators.
+    mlir::OperationState result(&context, location, op_name);
+    result.types.push_back(getType(VarType{}));
+    result.operands.push_back(L);
+    result.operands.push_back(R);
+    return builder->createOperation(result)->getResult(0);
+  }
+
+  // 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(VariableExprAST &expr) {
+    if (symbolTable.count(expr.getName()))
+      return symbolTable.lookup(expr.getName());
+    context.emitError(loc(expr.loc()), Twine("Error: unknown variable '") +
+                                           expr.getName() + "'");
+    return nullptr;
+  }
+
+  // Emit a return operation, return true on success.
+  bool mlirGen(ReturnExprAST &ret) {
+    auto location = loc(ret.loc());
+    // `return` takes an optional expression, we need to account for it here.
+    mlir::OperationState result(&context, location, "toy.return");
+    if (ret.getExpr().hasValue()) {
+      auto *expr = mlirGen(*ret.getExpr().getValue());
+      if (!expr)
+        return false;
+      result.operands.push_back(expr);
+    }
+    builder->createOperation(result);
+    return true;
+  }
+
+  // Emit a literal/constant array. It will be emitted as a flattened array of
+  // data in an Attribute attached to a `toy.constant` operation.
+  // See documentation on [Attributes](LangRef.md#attributes) for more details.
+  // Here is an excerpt:
+  //
+  //   Attributes are the mechanism for specifying constant data in MLIR in
+  //   places where a variable is never allowed [...]. They consist of a name
+  //   and a [concrete attribute value](#attribute-values). It is possible to
+  //   attach attributes to operations, functions, and function arguments. The
+  //   set of expected attributes, their structure, and their interpretation
+  //   are all contextually dependent on what they are attached to.
+  //
+  // Example, the source level statement:
+  //   var a<2, 3> = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]];
+  // will be converted to:
+  //   %0 = "toy.constant"() {value: dense<tensor<2x3xf64>,
+  //     [[1.000000e+00, 2.000000e+00, 3.000000e+00],
+  //      [4.000000e+00, 5.000000e+00, 6.000000e+00]]>} : () -> memref<2x3xf64>
+  //
+  mlir::Value *mlirGen(LiteralExprAST &lit) {
+    auto location = loc(lit.loc());
+    auto type = getType(lit.getDims());
+
+    // The attribute is a vector with an attribute per element (number) in the
+    // array, see `collectData()` below for more details.
+    std::vector<mlir::Attribute> data;
+    data.reserve(std::accumulate(lit.getDims().begin(), lit.getDims().end(), 1,
+                                 std::multiplies<int>()));
+    collectData(lit, data);
+
+    // FIXME: using a tensor type is a HACK here.
+    // Can we do differently without registering a dialect? Using a string blob?
+    mlir::Type elementType = mlir::FloatType::getF64(&context);
+    auto dataType = builder->getTensorType(lit.getDims(), elementType);
+
+    // This is the actual attribute that actually hold the list of values for
+    // this array literal.
+    auto dataAttribute = builder->getNamedAttr(
+        "value", builder->getDenseElementsAttr(dataType, data)
+                     .cast<mlir::DenseElementsAttr>());
+
+    // Build the MLIR op `toy.constant`, only boilerplate below.
+    mlir::OperationState result(&context, location, "toy.constant");
+    result.types.push_back(type);
+    result.attributes.push_back(dataAttribute);
+    return builder->createOperation(result)->getResult(0);
+  }
+
+  // Recursive helper function to accumulate the data that compose an array
+  // literal. It flattens the nested structure in the supplied vector. For
+  // example with this array:
+  //  [[1, 2], [3, 4]]
+  // we will generate:
+  //  [ 1, 2, 3, 4 ]
+  // Individual numbers are wrapped in a light wrapper `mlir::FloatAttr`.
+  // Attributes are the way MLIR attaches constant to operations and functions.
+  void collectData(ExprAST &expr, std::vector<mlir::Attribute> &data) {
+    if (auto *lit = dyn_cast<LiteralExprAST>(&expr)) {
+      for (auto &value : lit->getValues())
+        collectData(*value, data);
+      return;
+    }
+    assert(isa<NumberExprAST>(expr) && "expected literal or number expr");
+    mlir::Type elementType = mlir::FloatType::getF64(&context);
+    auto attr = mlir::FloatAttr::getChecked(
+        elementType, cast<NumberExprAST>(expr).getValue(), loc(expr.loc()));
+    data.push_back(attr);
+  }
+
+  // Emit a call expression. It emits specific operations for the `transpose`
+  // builtin. Other identifiers are assumed to be user-defined functions.
+  mlir::Value *mlirGen(CallExprAST &call) {
+    auto location = loc(call.loc());
+    std::string callee = call.getCallee();
+    // Codegen the operands first.
+    SmallVector<mlir::Value *, 4> operands;
+    for (auto &expr : call.getArgs()) {
+      auto *arg = mlirGen(*expr);
+      if (!arg)
+        return nullptr;
+      operands.push_back(arg);
+    }
+    // builtin have their custom operation, this is a straightforward emission.
+    if (callee == "transpose") {
+      mlir::OperationState result(&context, location, "toy.transpose");
+      result.types.push_back(getType(VarType{}));
+      result.operands = std::move(operands);
+      return builder->createOperation(result)->getResult(0);
+    }
+
+    // Calls to user-defined functions are mapped to a custom call that takes
+    // the callee name as an attribute.
+    mlir::OperationState result(&context, location, "toy.generic_call");
+    result.types.push_back(getType(VarType{}));
+    result.operands = std::move(operands);
+    for (auto &expr : call.getArgs()) {
+      auto *arg = mlirGen(*expr);
+      if (!arg)
+        return nullptr;
+      result.operands.push_back(arg);
+    }
+    auto calleeAttr = builder->getStringAttr(call.getCallee());
+    result.attributes.push_back(builder->getNamedAttr("callee", calleeAttr));
+    return builder->createOperation(result)->getResult(0);
+  }
+
+  // Emit a call expression. It emits specific operations for two builtins:
+  // transpose(x) and print(x). Other identifiers are assumed to be user-defined
+  // functions. Return false on failure.
+  bool mlirGen(PrintExprAST &call) {
+    auto *arg = mlirGen(*call.getArg());
+    if (!arg)
+      return false;
+    auto location = loc(call.loc());
+    mlir::OperationState result(&context, location, "toy.print");
+    result.operands.push_back(arg);
+    builder->createOperation(result);
+    return true;
+  }
+
+  // Emit a constant for a single number (FIXME: semantic? broadcast?)
+  mlir::Value *mlirGen(NumberExprAST &num) {
+    auto location = loc(num.loc());
+    mlir::OperationState result(&context, location, "toy.constant");
+    mlir::Type elementType = mlir::FloatType::getF64(&context);
+    result.types.push_back(builder->getMemRefType({1}, elementType));
+    auto attr = mlir::FloatAttr::getChecked(elementType, num.getValue(),
+                                            loc(num.loc()));
+    result.attributes.push_back(builder->getNamedAttr("value", attr));
+    return builder->createOperation(result)->getResult(0);
+  }
+
+  // Dispatch codegen for the right expression subclass using RTTI.
+  mlir::Value *mlirGen(ExprAST &expr) {
+    switch (expr.getKind()) {
+    case toy::ExprAST::Expr_BinOp:
+      return mlirGen(cast<BinaryExprAST>(expr));
+    case toy::ExprAST::Expr_Var:
+      return mlirGen(cast<VariableExprAST>(expr));
+    case toy::ExprAST::Expr_Literal:
+      return mlirGen(cast<LiteralExprAST>(expr));
+    case toy::ExprAST::Expr_Call:
+      return mlirGen(cast<CallExprAST>(expr));
+    case toy::ExprAST::Expr_Num:
+      return mlirGen(cast<NumberExprAST>(expr));
+    default:
+      context.emitError(
+          loc(expr.loc()),
+          Twine("MLIR codegen encountered an unhandled expr kind '") +
+              Twine(expr.getKind()) + "'");
+      return nullptr;
+    }
+  }
+
+  // Handle a variable declaration, we'll codegen the expression that forms the
+  // initializer and record the value in the symbol table before returning it.
+  // Future expressions will be able to reference this variable through symbol
+  // table lookup.
+  mlir::Value *mlirGen(VarDeclExprAST &vardecl) {
+    mlir::Value *value = nullptr;
+    auto location = loc(vardecl.loc());
+    if (auto init = vardecl.getInitVal()) {
+      value = mlirGen(*init);
+      if (!value)
+        return nullptr;
+      // We have the initializer value, but in case the variable was declared
+      // with specific shape, we emit a "reshape" operation. It will get
+      // optimized out later as needed.
+      if (!vardecl.getType().shape.empty()) {
+        mlir::OperationState result(&context, location, "toy.reshape");
+        result.types.push_back(getType(vardecl.getType()));
+        result.operands.push_back(value);
+        value = builder->createOperation(result)->getResult(0);
+      }
+    } else {
+      context.emitError(loc(vardecl.loc()),
+                        "Missing initializer in variable declaration");
+      return nullptr;
+    }
+    // Register the value in the symbol table
+    declare(vardecl.getName(), value);
+    return value;
+  }
+
+  /// Codegen a list of expression, return false if one of them hit an error.
+  bool mlirGen(ExprASTList &blockAST) {
+    auto var_scope = create_scope();
+    for (auto &expr : blockAST) {
+      // Specific handling for variable declarations, return statement, and
+      // print. These can only appear in block list and not in nested
+      // expressions.
+      if (auto *vardecl = dyn_cast<VarDeclExprAST>(expr.get())) {
+        if (!mlirGen(*vardecl))
+          return false;
+        continue;
+      }
+      if (auto *ret = dyn_cast<ReturnExprAST>(expr.get())) {
+        if (!mlirGen(*ret))
+          return false;
+        return true;
+      }
+      if (auto *print = dyn_cast<PrintExprAST>(expr.get())) {
+        if (!mlirGen(*print))
+          return false;
+        return true;
+      }
+      // Generic expression dispatch codegen.
+      if (!mlirGen(*expr))
+        return false;
+    }
+    return true;
+  }
+
+  /// Build a type from a list of shape dimensions. Types are `array` followed
+  /// by an optional dimension list, example: array<2, 2>
+  /// They are wrapped in a `toy` dialect (see next chapter) and get printed:
+  ///   !toy<"array<2, 2>">
+  template <typename T> mlir::Type getType(T shape) {
+    mlir::Type elementType = mlir::FloatType::getF64(&context);
+    std::string typeName = "array";
+    if (!shape.empty()) {
+      typeName += "<";
+      const char *sep = "";
+      for (auto dim : shape) {
+        typeName += sep;
+        typeName += llvm::Twine(dim).str();
+        sep = ", ";
+      }
+      typeName += ">";
+    }
+    return mlir::UnknownType::get(mlir::Identifier::get("toy", &context),
+                                  typeName, &context);
+  }
+
+  /// Build an MLIR type from a Toy AST variable type
+  /// (forward to the generic getType(T) above).
+  mlir::Type getType(const VarType &type) { return getType(type.shape); }
+};
+
+} // namespace
+
+namespace toy {
+
+// The public API for codegen.
+std::unique_ptr<mlir::Module> mlirGen(mlir::MLIRContext &context,
+                                      ModuleAST &moduleAST) {
+  return MLIRGenImpl(context).mlirGen(moduleAST);
+}
+
+} // namespace toy
diff --git a/mlir/examples/toy/Ch2/parser/AST.cpp b/mlir/examples/toy/Ch2/parser/AST.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..869f2ef
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,263 @@
+//===- AST.cpp - Helper for printing out the Toy AST ----------------------===//
+//
+// Copyright 2019 The MLIR Authors.
+//
+// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+// you may not use this file except in compliance with the License.
+// You may obtain a copy of the License at
+//
+//   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+//
+// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+// See the License for the specific language governing permissions and
+// limitations under the License.
+// =============================================================================
+//
+// This file implements the AST dump for the Toy language.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+#include "toy/AST.h"
+
+#include "llvm/ADT/Twine.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+
+using namespace toy;
+
+namespace {
+
+// RAII helper to manage increasing/decreasing the indentation as we traverse
+// the AST
+struct Indent {
+  Indent(int &level) : level(level) { ++level; }
+  ~Indent() { --level; }
+  int &level;
+};
+
+/// Helper class that implement the AST tree traversal and print the nodes along
+/// the way. The only data member is the current indentation level.
+class ASTDumper {
+public:
+  void dump(ModuleAST *Node);
+
+private:
+  void dump(VarType &type);
+  void dump(VarDeclExprAST *varDecl);
+  void dump(ExprAST *expr);
+  void dump(ExprASTList *exprList);
+  void dump(NumberExprAST *num);
+  void dump(LiteralExprAST *Node);
+  void dump(VariableExprAST *Node);
+  void dump(ReturnExprAST *Node);
+  void dump(BinaryExprAST *Node);
+  void dump(CallExprAST *Node);
+  void dump(PrintExprAST *Node);
+  void dump(PrototypeAST *Node);
+  void dump(FunctionAST *Node);
+
+  // Actually print spaces matching the current indentation level
+  void indent() {
+    for (int i = 0; i < curIndent; i++)
+      llvm::errs() << "  ";
+  }
+  int curIndent = 0;
+};
+
+} // namespace
+
+/// Return a formatted string for the location of any node
+template <typename T> static std::string loc(T *Node) {
+  const auto &loc = Node->loc();
+  return (llvm::Twine("@") + *loc.file + ":" + llvm::Twine(loc.line) + ":" +
+          llvm::Twine(loc.col))
+      .str();
+}
+
+// Helper Macro to bump the indentation level and print the leading spaces for
+// the current indentations
+#define INDENT()                                                               \
+  Indent level_(curIndent);                                                    \
+  indent();
+
+/// Dispatch to a generic expressions to the appropriate subclass using RTTI
+void ASTDumper::dump(ExprAST *expr) {
+#define dispatch(CLASS)                                                        \
+  if (CLASS *node = llvm::dyn_cast<CLASS>(expr))                               \
+    return dump(node);
+  dispatch(VarDeclExprAST);
+  dispatch(LiteralExprAST);
+  dispatch(NumberExprAST);
+  dispatch(VariableExprAST);
+  dispatch(ReturnExprAST);
+  dispatch(BinaryExprAST);
+  dispatch(CallExprAST);
+  dispatch(PrintExprAST);
+  // No match, fallback to a generic message
+  INDENT();
+  llvm::errs() << "<unknown Expr, kind " << expr->getKind() << ">\n";
+}
+
+/// A variable declaration is printing the variable name, the type, and then
+/// recurse in the initializer value.
+void ASTDumper::dump(VarDeclExprAST *varDecl) {
+  INDENT();
+  llvm::errs() << "VarDecl " << varDecl->getName();
+  dump(varDecl->getType());
+  llvm::errs() << " " << loc(varDecl) << "\n";
+  dump(varDecl->getInitVal());
+}
+
+/// A "block", or a list of expression
+void ASTDumper::dump(ExprASTList *exprList) {
+  INDENT();
+  llvm::errs() << "Block {\n";
+  for (auto &expr : *exprList)
+    dump(expr.get());
+  indent();
+  llvm::errs() << "} // Block\n";
+}
+
+/// A literal number, just print the value.
+void ASTDumper::dump(NumberExprAST *num) {
+  INDENT();
+  llvm::errs() << num->getValue() << " " << loc(num) << "\n";
+}
+
+/// Helper to print recurisvely a literal. This handles nested array like:
+///    [ [ 1, 2 ], [ 3, 4 ] ]
+/// We print out such array with the dimensions spelled out at every level:
+///    <2,2>[<2>[ 1, 2 ], <2>[ 3, 4 ] ]
+void printLitHelper(ExprAST *lit_or_num) {
+  // Inside a literal expression we can have either a number or another literal
+  if (auto num = llvm::dyn_cast<NumberExprAST>(lit_or_num)) {
+    llvm::errs() << num->getValue();
+    return;
+  }
+  auto *literal = llvm::cast<LiteralExprAST>(lit_or_num);
+
+  // Print the dimension for this literal first
+  llvm::errs() << "<";
+  {
+    const char *sep = "";
+    for (auto dim : literal->getDims()) {
+      llvm::errs() << sep << dim;
+      sep = ", ";
+    }
+  }
+  llvm::errs() << ">";
+
+  // Now print the content, recursing on every element of the list
+  llvm::errs() << "[ ";
+  const char *sep = "";
+  for (auto &elt : literal->getValues()) {
+    llvm::errs() << sep;
+    printLitHelper(elt.get());
+    sep = ", ";
+  }
+  llvm::errs() << "]";
+}
+
+/// Print a literal, see the recursive helper above for the implementation.
+void ASTDumper::dump(LiteralExprAST *Node) {
+  INDENT();
+  llvm::errs() << "Literal: ";
+  printLitHelper(Node);
+  llvm::errs() << " " << loc(Node) << "\n";
+}
+
+/// Print a variable reference (just a name).
+void ASTDumper::dump(VariableExprAST *Node) {
+  INDENT();
+  llvm::errs() << "var: " << Node->getName() << " " << loc(Node) << "\n";
+}
+
+/// Return statement print the return and its (optional) argument.
+void ASTDumper::dump(ReturnExprAST *Node) {
+  INDENT();
+  llvm::errs() << "Return\n";
+  if (Node->getExpr().hasValue())
+    return dump(*Node->getExpr());
+  {
+    INDENT();
+    llvm::errs() << "(void)\n";
+  }
+}
+
+/// Print a binary operation, first the operator, then recurse into LHS and RHS.
+void ASTDumper::dump(BinaryExprAST *Node) {
+  INDENT();
+  llvm::errs() << "BinOp: " << Node->getOp() << " " << loc(Node) << "\n";
+  dump(Node->getLHS());
+  dump(Node->getRHS());
+}
+
+/// Print a call expression, first the callee name and the list of args by
+/// recursing into each individual argument.
+void ASTDumper::dump(CallExprAST *Node) {
+  INDENT();
+  llvm::errs() << "Call '" << Node->getCallee() << "' [ " << loc(Node) << "\n";
+  for (auto &arg : Node->getArgs())
+    dump(arg.get());
+  indent();
+  llvm::errs() << "]\n";
+}
+
+/// Print a builtin print call, first the builtin name and then the argument.
+void ASTDumper::dump(PrintExprAST *Node) {
+  INDENT();
+  llvm::errs() << "Print [ " << loc(Node) << "\n";
+  dump(Node->getArg());
+  indent();
+  llvm::errs() << "]\n";
+}
+
+/// Print type: only the shape is printed in between '<' and '>'
+void ASTDumper::dump(VarType &type) {
+  llvm::errs() << "<";
+  const char *sep = "";
+  for (auto shape : type.shape) {
+    llvm::errs() << sep << shape;
+    sep = ", ";
+  }
+  llvm::errs() << ">";
+}
+
+/// Print a function prototype, first the function name, and then the list of
+/// parameters names.
+void ASTDumper::dump(PrototypeAST *Node) {
+  INDENT();
+  llvm::errs() << "Proto '" << Node->getName() << "' " << loc(Node) << "'\n";
+  indent();
+  llvm::errs() << "Params: [";
+  const char *sep = "";
+  for (auto &arg : Node->getArgs()) {
+    llvm::errs() << sep << arg->getName();
+    sep = ", ";
+  }
+  llvm::errs() << "]\n";
+}
+
+/// Print a function, first the prototype and then the body.
+void ASTDumper::dump(FunctionAST *Node) {
+  INDENT();
+  llvm::errs() << "Function \n";
+  dump(Node->getProto());
+  dump(Node->getBody());
+}
+
+/// Print a module, actually loop over the functions and print them in sequence.
+void ASTDumper::dump(ModuleAST *Node) {
+  INDENT();
+  llvm::errs() << "Module:\n";
+  for (auto &F : *Node)
+    dump(&F);
+}
+
+namespace toy {
+
+// Public API
+void dump(ModuleAST &module) { ASTDumper().dump(&module); }
+
+} // namespace toy
diff --git a/mlir/examples/toy/Ch2/toyc.cpp b/mlir/examples/toy/Ch2/toyc.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9846764
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,135 @@
+//===- toyc.cpp - The Toy Compiler ----------------------------------------===//
+//
+// Copyright 2019 The MLIR Authors.
+//
+// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+// you may not use this file except in compliance with the License.
+// You may obtain a copy of the License at
+//
+//   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+//
+// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+// See the License for the specific language governing permissions and
+// limitations under the License.
+// =============================================================================
+//
+// This file implements the entry point for the Toy compiler.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+#include "toy/MLIRGen.h"
+#include "toy/Parser.h"
+#include <memory>
+
+#include "mlir/IR/MLIRContext.h"
+#include "mlir/IR/Module.h"
+#include "mlir/Parser.h"
+
+#include "llvm/ADT/StringRef.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/Support/ErrorOr.h"
+#include "llvm/Support/MemoryBuffer.h"
+#include "llvm/Support/SourceMgr.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+
+using namespace toy;
+namespace cl = llvm::cl;
+
+static cl::opt<std::string> inputFilename(cl::Positional,
+                                          cl::desc("<input toy file>"),
+                                          cl::init("-"),
+                                          cl::value_desc("filename"));
+
+namespace {
+enum InputType { Toy, MLIR };
+}
+static cl::opt<enum InputType> inputType(
+    "x", cl::init(Toy), cl::desc("Decided the kind of output desired"),
+    cl::values(clEnumValN(Toy, "toy", "load the input file as a Toy source.")),
+    cl::values(clEnumValN(MLIR, "mlir",
+                          "load the input file as an MLIR file")));
+
+namespace {
+enum Action { None, DumpAST, DumpMLIR };
+}
+static cl::opt<enum Action> emitAction(
+    "emit", cl::desc("Select the kind of output desired"),
+    cl::values(clEnumValN(DumpAST, "ast", "output the AST dump")),
+    cl::values(clEnumValN(DumpMLIR, "mlir", "output the MLIR dump")));
+
+/// Returns a Toy AST resulting from parsing the file or a nullptr on error.
+std::unique_ptr<toy::ModuleAST> parseInputFile(llvm::StringRef filename) {
+  llvm::ErrorOr<std::unique_ptr<llvm::MemoryBuffer>> FileOrErr =
+      llvm::MemoryBuffer::getFileOrSTDIN(filename);
+  if (std::error_code EC = FileOrErr.getError()) {
+    llvm::errs() << "Could not open input file: " << EC.message() << "\n";
+    return nullptr;
+  }
+  auto buffer = FileOrErr.get()->getBuffer();
+  LexerBuffer lexer(buffer.begin(), buffer.end(), filename);
+  Parser parser(lexer);
+  return parser.ParseModule();
+}
+
+int dumpMLIR() {
+  mlir::MLIRContext context;
+  std::unique_ptr<mlir::Module> module;
+  if (inputType == InputType::MLIR ||
+      llvm::StringRef(inputFilename).endswith(".mlir")) {
+    llvm::ErrorOr<std::unique_ptr<llvm::MemoryBuffer>> fileOrErr =
+        llvm::MemoryBuffer::getFileOrSTDIN(inputFilename);
+    if (std::error_code EC = fileOrErr.getError()) {
+      llvm::errs() << "Could not open input file: " << EC.message() << "\n";
+      return -1;
+    }
+    llvm::SourceMgr sourceMgr;
+    sourceMgr.AddNewSourceBuffer(std::move(*fileOrErr), llvm::SMLoc());
+    module.reset(mlir::parseSourceFile(sourceMgr, &context));
+    if (!module) {
+      llvm::errs() << "Error can't load file " << inputFilename << "\n";
+      return 3;
+    }
+    if (failed(module->verify())) {
+      llvm::errs() << "Error verifying MLIR module\n";
+      return 4;
+    }
+  } else {
+    auto moduleAST = parseInputFile(inputFilename);
+    module = mlirGen(context, *moduleAST);
+  }
+  if (!module)
+    return 1;
+  module->dump();
+  return 0;
+}
+
+int dumpAST() {
+  if (inputType == InputType::MLIR) {
+    llvm::errs() << "Can't dump a Toy AST when the input is MLIR\n";
+    return 5;
+  }
+
+  auto moduleAST = parseInputFile(inputFilename);
+  if (!moduleAST)
+    return 1;
+
+  dump(*moduleAST);
+  return 0;
+}
+
+int main(int argc, char **argv) {
+  cl::ParseCommandLineOptions(argc, argv, "toy compiler\n");
+
+  switch (emitAction) {
+  case Action::DumpAST:
+    return dumpAST();
+  case Action::DumpMLIR:
+    return dumpMLIR();
+  default:
+    llvm::errs() << "No action specified (parsing only?), use -emit=<action>\n";
+  }
+
+  return 0;
+}
diff --git a/mlir/g3doc/Tutorials/Toy/Ch-2.md b/mlir/g3doc/Tutorials/Toy/Ch-2.md
new file mode 100644 (file)
index 0000000..6ea86f1
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,216 @@
+# Chapter 2: Emiting Basic MLIR
+
+[TOC]
+
+Now that we're familiar with our language and the AST, let see how MLIR can help
+to compile Toy.
+
+## Introduction: Multi-Level IR
+
+Other compilers like LLVM (see the
+[Kaleidoscope tutorial](https://llvm.org/docs/tutorial/LangImpl01.html)) offer
+a fixed set of predefined types and, usually *low-level* / RISC-like,
+instructions. It is up to the frontend for a given language to perform any
+language specific type-checking, analysis, or transformation before emitting
+LLVM IR. For example, clang will use its AST to perform static analysis but also
+transformation like C++ template instantiation through AST cloning and rewrite.
+Finally, languages with construction higher-level than C/C++ may require
+non-trivial lowering from their AST to generate LLVM IR.
+
+As a consequence, multiple frontends end up reimplementing significant pieces of
+infrastructure to support the need for these analyses and transformation. MLIR
+addresses this issue by being designed for extensibility. As such, there is
+little to no pre-defined set of instructions (*operations* in MLIR
+terminology) or types.
+
+## MLIR Module, Functions, Blocks, and Operations
+
+[Language reference](LangRef.md#operations)
+
+In MLIR (like in LLVM), the top level structure for the IR is a Module
+(equivalent to a translation unit in C/C++). A module contains a list of
+functions, and each function has a list of blocks forming a CFG. Each block is a
+list of operations that execute in sequence.
+
+Operations in MLIR are similar to instructions in LLVM, however MLIR does not
+have a closed set of operations. Instead, MLIR operations are fully extensible
+and can have application-specific semantics.
+
+Here is the MLIR assembly for the Toy 'transpose' operations:
+
+```MLIR(.mlir)
+%t_array = "toy.transpose"(%array) { inplace: true } : (!toy<"array<2, 3">) -> !toy<"array<3, 2">
+```
+
+Let's look at the anatomy of this MLIR operation:
+
+-   it is identified by its name, which is expected to be a unique string (e.g.
+    `toy.transpose`).
+-   it takes as input zero or more operands (or arguments), which are SSA values
+    defined by other operations or refering to function and block arguments
+    (e.g. `%array`).
+-   it produces zero or more results (we will limit ourselves to a single result
+    in the context of Toy), which are SSA values (e.g. `%t_array`).
+-   it has zero or more attributes, which are special operands that are always
+    constant (e.g. `inplace: true`).
+-   Lastly the type of the operation appears at the end in a functional form,
+    spelling the types of the arguments in parentheses and the type of the
+    return values afterward.
+
+Finally, in MLIR every operation has a mandatory source location associated with
+it. Contrary to LLVM where debug info locations are metadata and can be dropped,
+in MLIR the location is a core requirement which translates in APIs manipulating
+operations requiring it. Dropping a location becomes an explicit choice and
+cannot happen by mistake.
+
+
+## Opaque Builder API
+
+Operations and types can be created with only their string names using the
+raw builder API. This allows MLIR to parse, represent, and round-trip any valid
+IR. For example, the following can round-trip through *mlir-opt*:
+
+```MLIR(.mlir)
+func @some_func(%arg0: !random_dialect<"custom_type">) -> !another_dialect<"other_type"> {
+  %result = "custom.operation"(%arg0) : (!random_dialect<"custom_type">) -> !another_dialect<"other_type">
+  return %result : !another_dialect<"other_type">
+}
+```
+
+Here MLIR will enforce some structural constraints (SSA, block termination,
+return operand type coherent with function return type, etc.) but otherwise the
+types and the operation are completely opaque.
+
+We will take advantage of this facility to emit MLIR for Toy by traversing the
+AST. Our types will be prefixed with "!toy" and our operation name with "toy.".
+MLIR refers to this prefix as a *dialect*, we will introduce this with more
+details in the [next chapter](Ch-3.md).
+
+Programmatically creating an opaque operation like the one above involves using
+the `mlir::OperationState` structure which group all the basic elements needs to
+build an operation with an `mlir::Builder`:
+
+-   The name of the operation.
+-   A location for debugging purpose. It is mandatory, but can be explicitly set
+    to "unknown".
+-   The list of operand values.
+-   The types for returned values.
+-   The list of attributes.
+-   A list of successors (for branches mostly).
+
+To build the `custom.operation` from the listing above, assuming you have a
+`Value *` handle to `%arg0`, is as simple as:
+
+```c++
+// The return type for the operation: `!another_dialect<"other_type">`
+auto another_dialect_prefix = mlir::Identifier::get("another_dialect", &context);
+auto returnType = mlir::UnknownType::get(another_dialect_prefix,
+                                         "custom_type", &context);
+// Creation of the state defining the operation:
+mlir::OperationState state(&context, location, "custom.operation");
+state.types.push_back(returnType);
+state.operands.push_back(arg0);
+// Using a builder to create the operation and insert it where the builder
+// insertion point is currently set.
+auto customOperation = builder->createOperation(state);
+// An operation is not an SSA value (unlike LLVM), because it can return
+// multiple SSA value, the resulting value can be obtained:
+Value *result = customOperation->getResult(0);
+```
+
+This approach is used in `Ch2/mlir/MLIRGen.cpp` to implement a naive MLIR
+generation through a simple depth-first search traversal of the Toy AST. Here is
+how we create a `toy.transpose` operation:
+
+```
+mlir::Operation *createTransposeOp(FuncBuilder *builder,
+                                   mlir::Value *input_array) {
+  // We bundle our custom type in a `toy` dialect.
+  auto toyDialect = mlir::Identifier::get("toy", builder->getContext());
+  // Create a custom type, in the MLIR assembly it is:  !toy<"array<2, 2>">
+  auto type = mlir::UnknownType::get(toyDialect, "array<2, 2>", builder->getContext());
+
+  // Fill the `OperationState` with the required fields
+  mlir::OperationState result(builder->getContext(), location, "toy.transpose");
+  result.types.push_back(type);  // return type
+  result.operands.push_back(input_value); // argument
+  Operation *newTransposeOp = builder->createOperation(result);
+  return newTransposeOp;
+}
+```
+
+## Complete Toy Example
+
+FIXME: It would be nice to have an idea for the **need** of a custom **type** in
+Toy? Right now `toy<array>` could be replaced directly by unranked `tensor<*>`
+and `toy<array<YxZ>>` could be replaced by a `memref<YxZ>`.
+
+At this point we can already generate our "Toy IR" without having registered
+anything with MLIR. A simplified version of the previous example:
+
+```Toy {.toy}
+# User defined generic function that operates on unknown shaped arguments.
+def multiply_transpose(a, b) {
+  return a * transpose(b);
+}
+
+def main() {
+  var a<2, 3> = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]];
+  var b<2, 3> = [1, 2, 3, 4, 5, 6];
+  var c = multiply_transpose(a, b);
+  var d = multiply_transpose(b, a);
+  print(d);
+}
+```
+
+Results in the following IR:
+
+```MLIR(.mlir)
+func @multiply_transpose(%arg0: !toy<"array">, %arg1: !toy<"array">)
+  attributes  {toy.generic: true} loc("test/codegen.toy":2:1) {
+  %0 = "toy.transpose"(%arg1) : (!toy<"array">) -> !toy<"array"> loc("test/codegen.toy":3:14)
+  %1 = "toy.mul"(%arg0, %0) : (!toy<"array">, !toy<"array">) -> !toy<"array"> loc("test/codegen.toy":3:14)
+  "toy.return"(%1) : (!toy<"array">) -> () loc("test/codegen.toy":3:3)
+}
+
+func @main() loc("test/codegen.toy":6:1) {
+  %0 = "toy.constant"() {value: dense<tensor<2x3xf64>, [[1.000000e+00, 2.000000e+00, 3.000000e+00], [4.000000e+00, 5.000000e+00, 6.000000e+00]]>} : () -> !toy<"array<2, 3>"> loc("test/codegen.toy":7:17)
+  %1 = "toy.reshape"(%0) : (!toy<"array<2, 3>">) -> !toy<"array<2, 3>"> loc("test/codegen.toy":7:3)
+  %2 = "toy.constant"() {value: dense<tensor<6xf64>, [1.000000e+00, 2.000000e+00, 3.000000e+00, 4.000000e+00, 5.000000e+00, 6.000000e+00]>} : () -> !toy<"array<6>"> loc("test/codegen.toy":8:17)
+  %3 = "toy.reshape"(%2) : (!toy<"array<6>">) -> !toy<"array<2, 3>"> loc("test/codegen.toy":8:3)
+  %4 = "toy.generic_call"(%1, %3, %1, %3) {callee: "multiply_transpose"} : (!toy<"array<2, 3>">, !toy<"array<2, 3>">, !toy<"array<2, 3>">, !toy<"array<2, 3>">) -> !toy<"array"> loc("test/codegen.toy":9:11)
+  %5 = "toy.generic_call"(%3, %1, %3, %1) {callee: "multiply_transpose"} : (!toy<"array<2, 3>">, !toy<"array<2, 3>">, !toy<"array<2, 3>">, !toy<"array<2, 3>">) -> !toy<"array"> loc("test/codegen.toy":10:11)
+  "toy.print"(%5) : (!toy<"array">) -> () loc("test/codegen.toy":11:3)
+  "toy.return"() : () -> () loc("test/codegen.toy":6:1)
+}
+```
+
+You can build `toyc` and try yourself: `toyc test/codegen.toy -emit=mlir
+-mlir-print-debuginfo`. We can also check our RoundTrip: `toyc test/codegen.toy
+-emit=mlir -mlir-print-debuginfo > codegen.mlir` followed by `toyc codegen.mlir
+-emit=mlir`.
+
+Notice how these MLIR operations are prefixed with `toy.` ; by convention we use
+this similarly to a "namespace" in order to avoid conflicting with other
+operations with the same name. Similarly the syntax for types wraps an arbitrary
+string representing our custom types within our "namespace" `!toy<...>`. Of
+course at this point MLIR does not know anything about Toy, and so there is no
+semantic associated with the operations and types, everything is opaque and
+string-based. The only thing enforced by MLIR here is that the IR is in SSA
+form: values are defined once, and uses appears after their definition.
+
+This can be observed by crafting what should be an invalid IR for Toy and see it
+round-trip without tripping the verifier:
+
+```MLIR(.mlir)
+// RUN: toyc %s -emit=mlir
+func @main() {
+  %0 = "toy.print"() : () -> !toy<"array<2, 3>">
+}
+```
+
+There are multiple problems here: first the `toy.print` is not a terminator,
+then it should take an operand, and not return any value.
+
+In the [next chapter](Ch-2.md) we will register our dialect and operations with
+MLIR, plug in the verifier, and add nicer APIs to manipulate our operations.
index 16e2cb4..f3737f2 100644 (file)
@@ -29,6 +29,7 @@ set(MLIR_TEST_DEPENDS
 if(LLVM_BUILD_EXAMPLES)
   list(APPEND MLIR_TEST_DEPENDS
     toyc-ch1
+    toyc-ch2
     )
 endif()
 
index e8c8fe0..0069869 100644 (file)
@@ -7,8 +7,11 @@ def multiply_transpose(a, b) {
 }
 
 def main() {
-  # Define a variable `a` with shape <2, 3>, initialized with the literal value
-  var a<2, 3> = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]];
+  # Define a variable `a` with shape <2, 3>, initialized with the literal value.
+  # The shape is inferred from the supplied literal.
+  var a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]];
+  # b is identical to a, the literal array is implicitely reshaped: defining new
+  # variables is the way to reshape arrays (element count must match).
   var b<2, 3> = [1, 2, 3, 4, 5, 6];
   # This call will specialize `multiply_transpose` with <2, 3> for both
   # arguments and deduce a return type of <2, 2> in initialization of `c`.
@@ -26,46 +29,45 @@ def main() {
 
 
 # CHECK: Module:
-# CHECK-NEXT:     Function 
-# CHECK-NEXT:       Proto 'multiply_transpose' 
+# CHECK-NEXT:     Function
+# CHECK-NEXT:       Proto 'multiply_transpose' @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:5:1'
 # CHECK-NEXT:       Params: [a, b]
 # CHECK-NEXT:       Block {
 # CHECK-NEXT:         Retur
-# CHECK-NEXT:           BinOp: * 
-# CHECK-NEXT:             var: a 
-# CHECK-NEXT:             Call 'transpose' [ 
-# CHECK-NEXT:               var: b 
+# CHECK-NEXT:           BinOp: * @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:6:14
+# CHECK-NEXT:             var: a @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:6:10
+# CHECK-NEXT:             Call 'transpose' [ @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:6:14
+# CHECK-NEXT:               var: b @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:6:24
 # CHECK-NEXT:             ]
 # CHECK-NEXT:       } // Block
-# CHECK-NEXT:     Function 
-# CHECK-NEXT:       Proto 'main' 
+# CHECK-NEXT:     Function
+# CHECK-NEXT:       Proto 'main' @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:9:1'
 # CHECK-NEXT:       Params: []
 # CHECK-NEXT:       Block {
-# CHECK-NEXT:         VarDecl a<2, 3> 
-# CHECK-NEXT:           Literal: <2, 3>[ <3>[ 1.000000e+00, 2.000000e+00, 3.000000e+00], <3>[ 4.000000e+00, 5.000000e+00, 6.000000e+00]] 
-# CHECK-NEXT:         VarDecl b<2, 3> 
-# CHECK-NEXT:           Literal: <6>[ 1.000000e+00, 2.000000e+00, 3.000000e+00, 4.000000e+00, 5.000000e+00, 6.000000e+00] 
-# CHECK-NEXT:         VarDecl c<> 
-# CHECK-NEXT:           Call 'multiply_transpose' [ 
-# CHECK-NEXT:             var: a 
-# CHECK-NEXT:             var: b 
+# CHECK-NEXT:         VarDecl a<> @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:12:3
+# CHECK-NEXT:           Literal: <2, 3>[ <3>[ 1.000000e+00, 2.000000e+00, 3.000000e+00], <3>[ 4.000000e+00, 5.000000e+00, 6.000000e+00]] @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:12:11
+# CHECK-NEXT:         VarDecl b<2, 3> @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:15:3
+# CHECK-NEXT:           Literal: <6>[ 1.000000e+00, 2.000000e+00, 3.000000e+00, 4.000000e+00, 5.000000e+00, 6.000000e+00] @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:15:17
+# CHECK-NEXT:         VarDecl c<> @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:18:3
+# CHECK-NEXT:           Call 'multiply_transpose' [ @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:18:11
+# CHECK-NEXT:             var: a @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:18:30
+# CHECK-NEXT:             var: b @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:18:33
 # CHECK-NEXT:           ]
-# CHECK-NEXT:         VarDecl d<> 
-# CHECK-NEXT:           Call 'multiply_transpose' [ 
-# CHECK-NEXT:             var: b 
-# CHECK-NEXT:             var: a 
+# CHECK-NEXT:         VarDecl d<> @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:21:3
+# CHECK-NEXT:           Call 'multiply_transpose' [ @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:21:11
+# CHECK-NEXT:             var: b @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:21:30
+# CHECK-NEXT:             var: a @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:21:33
 # CHECK-NEXT:           ]
-# CHECK-NEXT:         VarDecl e<> 
-# CHECK-NEXT:           Call 'multiply_transpose' [ 
-# CHECK-NEXT:             var: b 
-# CHECK-NEXT:             var: c 
+# CHECK-NEXT:         VarDecl e<> @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:24:3
+# CHECK-NEXT:           Call 'multiply_transpose' [ @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:24:11
+# CHECK-NEXT:             var: b @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:24:30
+# CHECK-NEXT:             var: c @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:24:33
 # CHECK-NEXT:           ]
-# CHECK-NEXT:         VarDecl e<> 
-# CHECK-NEXT:           Call 'multiply_transpose' [ 
-# CHECK-NEXT:             Call 'transpose' [ 
-# CHECK-NEXT:               var: a 
+# CHECK-NEXT:         VarDecl e<> @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:27:3
+# CHECK-NEXT:           Call 'multiply_transpose' [ @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:27:11
+# CHECK-NEXT:             Call 'transpose' [ @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:27:30
+# CHECK-NEXT:               var: a @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:27:40
 # CHECK-NEXT:             ]
-# CHECK-NEXT:             var: c 
+# CHECK-NEXT:             var: c @{{.*}}Toy/Ch1/ast.toy:27:44
 # CHECK-NEXT:           ]
-# CHECK-NEXT:       } // Block
 
diff --git a/mlir/test/Examples/Toy/Ch2/ast.toy b/mlir/test/Examples/Toy/Ch2/ast.toy
new file mode 100644 (file)
index 0000000..91f26b7
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,73 @@
+# RUN: toyc-ch2 %s -emit=ast 2>&1 | FileCheck %s
+
+
+# User defined generic function that operates solely on 
+def multiply_transpose(a, b) {
+  return a * transpose(b);
+}
+
+def main() {
+  # Define a variable `a` with shape <2, 3>, initialized with the literal value.
+  # The shape is inferred from the supplied literal.
+  var a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]];
+  # b is identical to a, the literal array is implicitely reshaped: defining new
+  # variables is the way to reshape arrays (element count must match).
+  var b<2, 3> = [1, 2, 3, 4, 5, 6];
+  # This call will specialize `multiply_transpose` with <2, 3> for both
+  # arguments and deduce a return type of <2, 2> in initialization of `c`.
+  var c = multiply_transpose(a, b);
+  # A second call to `multiply_transpose` with <2, 3> for both arguments will
+  # reuse the previously specialized and inferred version and return `<2, 2>`
+  var d = multiply_transpose(b, a);
+  # A new call with `<2, 2>` for both dimension will trigger another
+  # specialization of `multiply_transpose`.
+  var e = multiply_transpose(b, c);
+  # Finally, calling into `multiply_transpose` with incompatible shape will
+  # trigger a shape inference error.
+  var e = multiply_transpose(transpose(a), c);
+}
+
+
+# CHECK: Module:
+# CHECK-NEXT:     Function
+# CHECK-NEXT:       Proto 'multiply_transpose' @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:5:1'
+# CHECK-NEXT:       Params: [a, b]
+# CHECK-NEXT:       Block {
+# CHECK-NEXT:         Retur
+# CHECK-NEXT:           BinOp: * @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:6:14
+# CHECK-NEXT:             var: a @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:6:10
+# CHECK-NEXT:             Call 'transpose' [ @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:6:14
+# CHECK-NEXT:               var: b @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:6:24
+# CHECK-NEXT:             ]
+# CHECK-NEXT:       } // Block
+# CHECK-NEXT:     Function
+# CHECK-NEXT:       Proto 'main' @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:9:1'
+# CHECK-NEXT:       Params: []
+# CHECK-NEXT:       Block {
+# CHECK-NEXT:         VarDecl a<> @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:12:3
+# CHECK-NEXT:           Literal: <2, 3>[ <3>[ 1.000000e+00, 2.000000e+00, 3.000000e+00], <3>[ 4.000000e+00, 5.000000e+00, 6.000000e+00]] @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:12:11
+# CHECK-NEXT:         VarDecl b<2, 3> @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:15:3
+# CHECK-NEXT:           Literal: <6>[ 1.000000e+00, 2.000000e+00, 3.000000e+00, 4.000000e+00, 5.000000e+00, 6.000000e+00] @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:15:17
+# CHECK-NEXT:         VarDecl c<> @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:18:3
+# CHECK-NEXT:           Call 'multiply_transpose' [ @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:18:11
+# CHECK-NEXT:             var: a @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:18:30
+# CHECK-NEXT:             var: b @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:18:33
+# CHECK-NEXT:           ]
+# CHECK-NEXT:         VarDecl d<> @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:21:3
+# CHECK-NEXT:           Call 'multiply_transpose' [ @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:21:11
+# CHECK-NEXT:             var: b @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:21:30
+# CHECK-NEXT:             var: a @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:21:33
+# CHECK-NEXT:           ]
+# CHECK-NEXT:         VarDecl e<> @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:24:3
+# CHECK-NEXT:           Call 'multiply_transpose' [ @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:24:11
+# CHECK-NEXT:             var: b @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:24:30
+# CHECK-NEXT:             var: c @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:24:33
+# CHECK-NEXT:           ]
+# CHECK-NEXT:         VarDecl e<> @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:27:3
+# CHECK-NEXT:           Call 'multiply_transpose' [ @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:27:11
+# CHECK-NEXT:             Call 'transpose' [ @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:27:30
+# CHECK-NEXT:               var: a @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:27:40
+# CHECK-NEXT:             ]
+# CHECK-NEXT:             var: c @{{.*}}Toy/Ch2/ast.toy:27:44
+# CHECK-NEXT:           ]
+
diff --git a/mlir/test/Examples/Toy/Ch2/codegen.toy b/mlir/test/Examples/Toy/Ch2/codegen.toy
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f2397e6
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,32 @@
+# RUN: toyc-ch2 %s -emit=mlir 2>&1 | FileCheck %s
+
+# User defined generic function that operates on unknown shaped arguments
+def multiply_transpose(a, b) {
+  return a * transpose(b);
+}
+
+def main() {
+  var a<2, 3> = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]];
+  var b<2, 3> = [1, 2, 3, 4, 5, 6];
+  var c = multiply_transpose(a, b);
+  var d = multiply_transpose(b, a);
+  print(d);
+}
+
+# CHECK-LABEL: func @multiply_transpose(%arg0: !toy<"array">, %arg1: !toy<"array">)
+# CHECK-NEXT:   attributes  {toy.generic: true} {
+# CHECK-NEXT:   %0 = "toy.transpose"(%arg1) : (!toy<"array">) -> !toy<"array">
+# CHECK-NEXT:   %1 = "toy.mul"(%arg0, %0) : (!toy<"array">, !toy<"array">) -> !toy<"array">
+# CHECK-NEXT:   "toy.return"(%1) : (!toy<"array">) -> ()
+# CHECK-NEXT: }
+
+# CHECK-LABEL: func @main() {
+# CHECK-NEXT:   %0 = "toy.constant"() {value: dense<tensor<2x3xf64>, {{\[\[}}1.000000e+00, 2.000000e+00, 3.000000e+00], [4.000000e+00, 5.000000e+00, 6.000000e+00]]>} : () -> !toy<"array<2, 3>">
+# CHECK-NEXT:   %1 = "toy.reshape"(%0) : (!toy<"array<2, 3>">) -> !toy<"array<2, 3>">
+# CHECK-NEXT:   %2 = "toy.constant"() {value: dense<tensor<6xf64>, [1.000000e+00, 2.000000e+00, 3.000000e+00, 4.000000e+00, 5.000000e+00, 6.000000e+00]>} : () -> !toy<"array<6>">
+# CHECK-NEXT:   %3 = "toy.reshape"(%2) : (!toy<"array<6>">) -> !toy<"array<2, 3>">
+# CHECK-NEXT:   %4 = "toy.generic_call"(%1, %3, %1, %3) {callee: "multiply_transpose"} : (!toy<"array<2, 3>">, !toy<"array<2, 3>">, !toy<"array<2, 3>">, !toy<"array<2, 3>">) -> !toy<"array">
+# CHECK-NEXT:   %5 = "toy.generic_call"(%3, %1, %3, %1) {callee: "multiply_transpose"} : (!toy<"array<2, 3>">, !toy<"array<2, 3>">, !toy<"array<2, 3>">, !toy<"array<2, 3>">) -> !toy<"array">
+# CHECK-NEXT:   "toy.print"(%5) : (!toy<"array">) -> ()
+# CHECK-NEXT:   "toy.return"() : () -> ()
+
diff --git a/mlir/test/Examples/Toy/Ch2/invalid.mlir b/mlir/test/Examples/Toy/Ch2/invalid.mlir
new file mode 100644 (file)
index 0000000..324d4ca
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,11 @@
+// RUN: toyc-ch2 %s -emit=mlir 2>&1 
+
+
+// This IR is not "valid":
+// - toy.print should not return a value.
+// - toy.print should take an argument.
+// - There should be a block terminator.
+// This all round-trip since this is opaque for MLIR.
+func @main() {
+  %0 = "toy.print"()  : () -> !toy<"array<2, 3>">
+}
index 75459a1..172558a 100644 (file)
@@ -58,6 +58,7 @@ tools = [
 # The following tools are optional
 tools.extend([
     ToolSubst('toy-ch1', unresolved='ignore'),
+    ToolSubst('toy-ch2', unresolved='ignore'),
 ])
 
 llvm_config.add_tool_substitutions(tools, tool_dirs)