examples/Kaleidoscope/Orc/lazy_irgen/toy.cpp

   1 #include "llvm/Analysis/Passes.h"
   2 #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/CompileUtils.h"
   3 #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/IRCompileLayer.h"
   4 #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/LazyEmittingLayer.h"
   5 #include "llvm/ExecutionEngine/Orc/ObjectLinkingLayer.h"
   6 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
   7 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
   8 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
   9 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  10 #include "llvm/IR/Module.h"
  11 #include "llvm/IR/Verifier.h"
  12 #include "llvm/PassManager.h"
  13 #include "llvm/Support/TargetSelect.h"
  14 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  15 #include <cctype>
  16 #include <cstdio>
  17 #include <map>
  18 #include <string>
  19 #include <vector>
  20 using namespace llvm;
  21
  22 //===----------------------------------------------------------------------===//
  23 // Lexer
  24 //===----------------------------------------------------------------------===//
  25
  26 // The lexer returns tokens [0-255] if it is an unknown character, otherwise one
  27 // of these for known things.
  28 enum Token {
  29   tok_eof = -1,
  30
  31   // commands
  32   tok_def = -2, tok_extern = -3,
  33
  34   // primary
  35   tok_identifier = -4, tok_number = -5,
  36
  37   // control
  38   tok_if = -6, tok_then = -7, tok_else = -8,
  39   tok_for = -9, tok_in = -10,
  40
  41   // operators
  42   tok_binary = -11, tok_unary = -12,
  43
  44   // var definition
  45   tok_var = -13
  46 };
  47
  48 static std::string IdentifierStr;  // Filled in if tok_identifier
  49 static double NumVal;              // Filled in if tok_number
  50
  51 /// gettok - Return the next token from standard input.
  52 static int gettok() {
  53   static int LastChar = ' ';
  54
  55   // Skip any whitespace.
  56   while (isspace(LastChar))
  57     LastChar = getchar();
  58
  59   if (isalpha(LastChar)) { // identifier: [a-zA-Z][a-zA-Z0-9]*
  60     IdentifierStr = LastChar;
  61     while (isalnum((LastChar = getchar())))
  62       IdentifierStr += LastChar;
  63
  64     if (IdentifierStr == "def") return tok_def;
  65     if (IdentifierStr == "extern") return tok_extern;
  66     if (IdentifierStr == "if") return tok_if;
  67     if (IdentifierStr == "then") return tok_then;
  68     if (IdentifierStr == "else") return tok_else;
  69     if (IdentifierStr == "for") return tok_for;
  70     if (IdentifierStr == "in") return tok_in;
  71     if (IdentifierStr == "binary") return tok_binary;
  72     if (IdentifierStr == "unary") return tok_unary;
  73     if (IdentifierStr == "var") return tok_var;
  74     return tok_identifier;
  75   }
  76
  77   if (isdigit(LastChar) || LastChar == '.') {   // Number: [0-9.]+
  78     std::string NumStr;
  79     do {
  80       NumStr += LastChar;
  81       LastChar = getchar();
  82     } while (isdigit(LastChar) || LastChar == '.');
  83
  84     NumVal = strtod(NumStr.c_str(), 0);
  85     return tok_number;
  86   }
  87
  88   if (LastChar == '#') {
  89     // Comment until end of line.
  90     do LastChar = getchar();
  91     while (LastChar != EOF && LastChar != '\n' && LastChar != '\r');
  92
  93     if (LastChar != EOF)
  94       return gettok();
  95   }
  96
  97   // Check for end of file.  Don't eat the EOF.
  98   if (LastChar == EOF)
  99     return tok_eof;
 100
 101   // Otherwise, just return the character as its ascii value.
 102   int ThisChar = LastChar;
 103   LastChar = getchar();
 104   return ThisChar;
 105 }
 106
 107 //===----------------------------------------------------------------------===//
 108 // Abstract Syntax Tree (aka Parse Tree)
 109 //===----------------------------------------------------------------------===//
 110
 111 class IRGenContext;
 112
 113 /// ExprAST - Base class for all expression nodes.
 114 struct ExprAST {
 115   virtual ~ExprAST() {}
 116   virtual Value* IRGen(IRGenContext &C) = 0;
 117 };
 118
 119 /// NumberExprAST - Expression class for numeric literals like "1.0".
 120 struct NumberExprAST : public ExprAST {
 121   NumberExprAST(double Val) : Val(Val) {}
 122   Value* IRGen(IRGenContext &C) override;
 123
 124   double Val;
 125 };
 126
 127 /// VariableExprAST - Expression class for referencing a variable, like "a".
 128 struct VariableExprAST : public ExprAST {
 129   VariableExprAST(std::string Name) : Name(std::move(Name)) {}
 130   Value* IRGen(IRGenContext &C) override;
 131
 132   std::string Name;
 133 };
 134
 135 /// UnaryExprAST - Expression class for a unary operator.
 136 struct UnaryExprAST : public ExprAST {
 137   UnaryExprAST(char Opcode, std::unique_ptr<ExprAST> Operand)
 138     : Opcode(std::move(Opcode)), Operand(std::move(Operand)) {}
 139
 140   Value* IRGen(IRGenContext &C) override;
 141
 142   char Opcode;
 143   std::unique_ptr<ExprAST> Operand;
 144 };
 145
 146 /// BinaryExprAST - Expression class for a binary operator.
 147 struct BinaryExprAST : public ExprAST {
 148   BinaryExprAST(char Op, std::unique_ptr<ExprAST> LHS,
 149                 std::unique_ptr<ExprAST> RHS)
 150     : Op(Op), LHS(std::move(LHS)), RHS(std::move(RHS)) {}
 151
 152   Value* IRGen(IRGenContext &C) override;
 153
 154   char Op;
 155   std::unique_ptr<ExprAST> LHS, RHS;
 156 };
 157
 158 /// CallExprAST - Expression class for function calls.
 159 struct CallExprAST : public ExprAST {
 160   CallExprAST(std::string CalleeName,
 161               std::vector<std::unique_ptr<ExprAST>> Args)
 162     : CalleeName(std::move(CalleeName)), Args(std::move(Args)) {}
 163
 164   Value* IRGen(IRGenContext &C) override;
 165
 166   std::string CalleeName;
 167   std::vector<std::unique_ptr<ExprAST>> Args;
 168 };
 169
 170 /// IfExprAST - Expression class for if/then/else.
 171 struct IfExprAST : public ExprAST {
 172   IfExprAST(std::unique_ptr<ExprAST> Cond, std::unique_ptr<ExprAST> Then,
 173             std::unique_ptr<ExprAST> Else)
 174     : Cond(std::move(Cond)), Then(std::move(Then)), Else(std::move(Else)) {}
 175   Value* IRGen(IRGenContext &C) override;
 176
 177   std::unique_ptr<ExprAST> Cond, Then, Else;
 178 };
 179
 180 /// ForExprAST - Expression class for for/in.
 181 struct ForExprAST : public ExprAST {
 182   ForExprAST(std::string VarName, std::unique_ptr<ExprAST> Start,
 183              std::unique_ptr<ExprAST> End, std::unique_ptr<ExprAST> Step,
 184              std::unique_ptr<ExprAST> Body)
 185     : VarName(std::move(VarName)), Start(std::move(Start)), End(std::move(End)),
 186       Step(std::move(Step)), Body(std::move(Body)) {}
 187
 188   Value* IRGen(IRGenContext &C) override;
 189
 190   std::string VarName;
 191   std::unique_ptr<ExprAST> Start, End, Step, Body;
 192 };
 193
 194 /// VarExprAST - Expression class for var/in
 195 struct VarExprAST : public ExprAST {
 196   typedef std::pair<std::string, std::unique_ptr<ExprAST>> Binding;
 197   typedef std::vector<Binding> BindingList;
 198
 199   VarExprAST(BindingList VarBindings, std::unique_ptr<ExprAST> Body)
 200     : VarBindings(std::move(VarBindings)), Body(std::move(Body)) {}
 201
 202   Value* IRGen(IRGenContext &C) override;
 203
 204   BindingList VarBindings;
 205   std::unique_ptr<ExprAST> Body;
 206 };
 207
 208 /// PrototypeAST - This class represents the "prototype" for a function,
 209 /// which captures its argument names as well as if it is an operator.
 210 struct PrototypeAST {
 211   PrototypeAST(std::string Name, std::vector<std::string> Args,
 212                bool IsOperator = false, unsigned Precedence = 0)
 213     : Name(std::move(Name)), Args(std::move(Args)), IsOperator(IsOperator),
 214       Precedence(Precedence) {}
 215
 216   Function* IRGen(IRGenContext &C);
 217   void CreateArgumentAllocas(Function *F, IRGenContext &C);
 218
 219   bool isUnaryOp() const { return IsOperator && Args.size() == 1; }
 220   bool isBinaryOp() const { return IsOperator && Args.size() == 2; }
 221
 222   char getOperatorName() const {
 223     assert(isUnaryOp() || isBinaryOp());
 224     return Name[Name.size()-1];
 225   }
 226
 227   std::string Name;
 228   std::vector<std::string> Args;
 229   bool IsOperator;
 230   unsigned Precedence;  // Precedence if a binary op.
 231 };
 232
 233 /// FunctionAST - This class represents a function definition itself.
 234 struct FunctionAST {
 235   FunctionAST(std::unique_ptr<PrototypeAST> Proto,
 236               std::unique_ptr<ExprAST> Body)
 237     : Proto(std::move(Proto)), Body(std::move(Body)) {}
 238
 239   Function* IRGen(IRGenContext &C);
 240
 241   std::unique_ptr<PrototypeAST> Proto;
 242   std::unique_ptr<ExprAST> Body;
 243 };
 244
 245 //===----------------------------------------------------------------------===//
 246 // Parser
 247 //===----------------------------------------------------------------------===//
 248
 249 /// CurTok/getNextToken - Provide a simple token buffer.  CurTok is the current
 250 /// token the parser is looking at.  getNextToken reads another token from the
 251 /// lexer and updates CurTok with its results.
 252 static int CurTok;
 253 static int getNextToken() {
 254   return CurTok = gettok();
 255 }
 256
 257 /// BinopPrecedence - This holds the precedence for each binary operator that is
 258 /// defined.
 259 static std::map<char, int> BinopPrecedence;
 260
 261 /// GetTokPrecedence - Get the precedence of the pending binary operator token.
 262 static int GetTokPrecedence() {
 263   if (!isascii(CurTok))
 264     return -1;
 265
 266   // Make sure it's a declared binop.
 267   int TokPrec = BinopPrecedence[CurTok];
 268   if (TokPrec <= 0) return -1;
 269   return TokPrec;
 270 }
 271
 272 template <typename T>
 273 std::unique_ptr<T> ErrorU(const char *Str) {
 274   fprintf(stderr, "Error: %s\n", Str);
 275   return nullptr;
 276 }
 277
 278 template <typename T>
 279 T* ErrorP(const char *Str) {
 280   fprintf(stderr, "Error: %s\n", Str);
 281   return nullptr;
 282 }
 283
 284 static std::unique_ptr<ExprAST> ParseExpression();
 285
 286 /// identifierexpr
 287 ///   ::= identifier
 288 ///   ::= identifier '(' expression* ')'
 289 static std::unique_ptr<ExprAST> ParseIdentifierExpr() {
 290   std::string IdName = IdentifierStr;
 291
 292   getNextToken();  // eat identifier.
 293
 294   if (CurTok != '(') // Simple variable ref.
 295     return llvm::make_unique<VariableExprAST>(IdName);
 296
 297   // Call.
 298   getNextToken();  // eat (
 299   std::vector<std::unique_ptr<ExprAST>> Args;
 300   if (CurTok != ')') {
 301     while (1) {
 302       auto Arg = ParseExpression();
 303       if (!Arg) return nullptr;
 304       Args.push_back(std::move(Arg));
 305
 306       if (CurTok == ')') break;
 307
 308       if (CurTok != ',')
 309         return ErrorU<CallExprAST>("Expected ')' or ',' in argument list");
 310       getNextToken();
 311     }
 312   }
 313
 314   // Eat the ')'.
 315   getNextToken();
 316
 317   return llvm::make_unique<CallExprAST>(IdName, std::move(Args));
 318 }
 319
 320 /// numberexpr ::= number
 321 static std::unique_ptr<NumberExprAST> ParseNumberExpr() {
 322   auto Result = llvm::make_unique<NumberExprAST>(NumVal);
 323   getNextToken(); // consume the number
 324   return Result;
 325 }
 326
 327 /// parenexpr ::= '(' expression ')'
 328 static std::unique_ptr<ExprAST> ParseParenExpr() {
 329   getNextToken();  // eat (.
 330   auto V = ParseExpression();
 331   if (!V)
 332     return nullptr;
 333
 334   if (CurTok != ')')
 335     return ErrorU<ExprAST>("expected ')'");
 336   getNextToken();  // eat ).
 337   return V;
 338 }
 339
 340 /// ifexpr ::= 'if' expression 'then' expression 'else' expression
 341 static std::unique_ptr<ExprAST> ParseIfExpr() {
 342   getNextToken();  // eat the if.
 343
 344   // condition.
 345   auto Cond = ParseExpression();
 346   if (!Cond)
 347     return nullptr;
 348
 349   if (CurTok != tok_then)
 350     return ErrorU<ExprAST>("expected then");
 351   getNextToken();  // eat the then
 352
 353   auto Then = ParseExpression();
 354   if (!Then)
 355     return nullptr;
 356
 357   if (CurTok != tok_else)
 358     return ErrorU<ExprAST>("expected else");
 359
 360   getNextToken();
 361
 362   auto Else = ParseExpression();
 363   if (!Else)
 364     return nullptr;
 365
 366   return llvm::make_unique<IfExprAST>(std::move(Cond), std::move(Then),
 367                                       std::move(Else));
 368 }
 369
 370 /// forexpr ::= 'for' identifier '=' expr ',' expr (',' expr)? 'in' expression
 371 static std::unique_ptr<ForExprAST> ParseForExpr() {
 372   getNextToken();  // eat the for.
 373
 374   if (CurTok != tok_identifier)
 375     return ErrorU<ForExprAST>("expected identifier after for");
 376
 377   std::string IdName = IdentifierStr;
 378   getNextToken();  // eat identifier.
 379
 380   if (CurTok != '=')
 381     return ErrorU<ForExprAST>("expected '=' after for");
 382   getNextToken();  // eat '='.
 383
 384
 385   auto Start = ParseExpression();
 386   if (!Start)
 387     return nullptr;
 388   if (CurTok != ',')
 389     return ErrorU<ForExprAST>("expected ',' after for start value");
 390   getNextToken();
 391
 392   auto End = ParseExpression();
 393   if (!End)
 394     return nullptr;
 395
 396   // The step value is optional.
 397   std::unique_ptr<ExprAST> Step;
 398   if (CurTok == ',') {
 399     getNextToken();
 400     Step = ParseExpression();
 401     if (!Step)
 402       return nullptr;
 403   }
 404
 405   if (CurTok != tok_in)
 406     return ErrorU<ForExprAST>("expected 'in' after for");
 407   getNextToken();  // eat 'in'.
 408
 409   auto Body = ParseExpression();
 410   if (Body)
 411     return nullptr;
 412
 413   return llvm::make_unique<ForExprAST>(IdName, std::move(Start), std::move(End),
 414                                        std::move(Step), std::move(Body));
 415 }
 416
 417 /// varexpr ::= 'var' identifier ('=' expression)?
 418 //                    (',' identifier ('=' expression)?)* 'in' expression
 419 static std::unique_ptr<VarExprAST> ParseVarExpr() {
 420   getNextToken();  // eat the var.
 421
 422   VarExprAST::BindingList VarBindings;
 423
 424   // At least one variable name is required.
 425   if (CurTok != tok_identifier)
 426     return ErrorU<VarExprAST>("expected identifier after var");
 427
 428   while (1) {
 429     std::string Name = IdentifierStr;
 430     getNextToken();  // eat identifier.
 431
 432     // Read the optional initializer.
 433     std::unique_ptr<ExprAST> Init;
 434     if (CurTok == '=') {
 435       getNextToken(); // eat the '='.
 436
 437       Init = ParseExpression();
 438       if (!Init)
 439         return nullptr;
 440     }
 441
 442     VarBindings.push_back(VarExprAST::Binding(Name, std::move(Init)));
 443
 444     // End of var list, exit loop.
 445     if (CurTok != ',') break;
 446     getNextToken(); // eat the ','.
 447
 448     if (CurTok != tok_identifier)
 449       return ErrorU<VarExprAST>("expected identifier list after var");
 450   }
 451
 452   // At this point, we have to have 'in'.
 453   if (CurTok != tok_in)
 454     return ErrorU<VarExprAST>("expected 'in' keyword after 'var'");
 455   getNextToken();  // eat 'in'.
 456
 457   auto Body = ParseExpression();
 458   if (!Body)
 459     return nullptr;
 460
 461   return llvm::make_unique<VarExprAST>(std::move(VarBindings), std::move(Body));
 462 }
 463
 464 /// primary
 465 ///   ::= identifierexpr
 466 ///   ::= numberexpr
 467 ///   ::= parenexpr
 468 ///   ::= ifexpr
 469 ///   ::= forexpr
 470 ///   ::= varexpr
 471 static std::unique_ptr<ExprAST> ParsePrimary() {
 472   switch (CurTok) {
 473   default: return ErrorU<ExprAST>("unknown token when expecting an expression");
 474   case tok_identifier: return ParseIdentifierExpr();
 475   case tok_number:     return ParseNumberExpr();
 476   case '(':            return ParseParenExpr();
 477   case tok_if:         return ParseIfExpr();
 478   case tok_for:        return ParseForExpr();
 479   case tok_var:        return ParseVarExpr();
 480   }
 481 }
 482
 483 /// unary
 484 ///   ::= primary
 485 ///   ::= '!' unary
 486 static std::unique_ptr<ExprAST> ParseUnary() {
 487   // If the current token is not an operator, it must be a primary expr.
 488   if (!isascii(CurTok) || CurTok == '(' || CurTok == ',')
 489     return ParsePrimary();
 490
 491   // If this is a unary operator, read it.
 492   int Opc = CurTok;
 493   getNextToken();
 494   if (auto Operand = ParseUnary())
 495     return llvm::make_unique<UnaryExprAST>(Opc, std::move(Operand));
 496   return nullptr;
 497 }
 498
 499 /// binoprhs
 500 ///   ::= ('+' unary)*
 501 static std::unique_ptr<ExprAST> ParseBinOpRHS(int ExprPrec,
 502                                               std::unique_ptr<ExprAST> LHS) {
 503   // If this is a binop, find its precedence.
 504   while (1) {
 505     int TokPrec = GetTokPrecedence();
 506
 507     // If this is a binop that binds at least as tightly as the current binop,
 508     // consume it, otherwise we are done.
 509     if (TokPrec < ExprPrec)
 510       return LHS;
 511
 512     // Okay, we know this is a binop.
 513     int BinOp = CurTok;
 514     getNextToken();  // eat binop
 515
 516     // Parse the unary expression after the binary operator.
 517     auto RHS = ParseUnary();
 518     if (!RHS)
 519       return nullptr;
 520
 521     // If BinOp binds less tightly with RHS than the operator after RHS, let
 522     // the pending operator take RHS as its LHS.
 523     int NextPrec = GetTokPrecedence();
 524     if (TokPrec < NextPrec) {
 525       RHS = ParseBinOpRHS(TokPrec+1, std::move(RHS));
 526       if (!RHS)
 527         return nullptr;
 528     }
 529
 530     // Merge LHS/RHS.
 531     LHS = llvm::make_unique<BinaryExprAST>(BinOp, std::move(LHS), std::move(RHS));
 532   }
 533 }
 534
 535 /// expression
 536 ///   ::= unary binoprhs
 537 ///
 538 static std::unique_ptr<ExprAST> ParseExpression() {
 539   auto LHS = ParseUnary();
 540   if (!LHS)
 541     return nullptr;
 542
 543   return ParseBinOpRHS(0, std::move(LHS));
 544 }
 545
 546 /// prototype
 547 ///   ::= id '(' id* ')'
 548 ///   ::= binary LETTER number? (id, id)
 549 ///   ::= unary LETTER (id)
 550 static std::unique_ptr<PrototypeAST> ParsePrototype() {
 551   std::string FnName;
 552
 553   unsigned Kind = 0; // 0 = identifier, 1 = unary, 2 = binary.
 554   unsigned BinaryPrecedence = 30;
 555
 556   switch (CurTok) {
 557   default:
 558     return ErrorU<PrototypeAST>("Expected function name in prototype");
 559   case tok_identifier:
 560     FnName = IdentifierStr;
 561     Kind = 0;
 562     getNextToken();
 563     break;
 564   case tok_unary:
 565     getNextToken();
 566     if (!isascii(CurTok))
 567       return ErrorU<PrototypeAST>("Expected unary operator");
 568     FnName = "unary";
 569     FnName += (char)CurTok;
 570     Kind = 1;
 571     getNextToken();
 572     break;
 573   case tok_binary:
 574     getNextToken();
 575     if (!isascii(CurTok))
 576       return ErrorU<PrototypeAST>("Expected binary operator");
 577     FnName = "binary";
 578     FnName += (char)CurTok;
 579     Kind = 2;
 580     getNextToken();
 581
 582     // Read the precedence if present.
 583     if (CurTok == tok_number) {
 584       if (NumVal < 1 || NumVal > 100)
 585         return ErrorU<PrototypeAST>("Invalid precedecnce: must be 1..100");
 586       BinaryPrecedence = (unsigned)NumVal;
 587       getNextToken();
 588     }
 589     break;
 590   }
 591
 592   if (CurTok != '(')
 593     return ErrorU<PrototypeAST>("Expected '(' in prototype");
 594
 595   std::vector<std::string> ArgNames;
 596   while (getNextToken() == tok_identifier)
 597     ArgNames.push_back(IdentifierStr);
 598   if (CurTok != ')')
 599     return ErrorU<PrototypeAST>("Expected ')' in prototype");
 600
 601   // success.
 602   getNextToken();  // eat ')'.
 603
 604   // Verify right number of names for operator.
 605   if (Kind && ArgNames.size() != Kind)
 606     return ErrorU<PrototypeAST>("Invalid number of operands for operator");
 607
 608   return llvm::make_unique<PrototypeAST>(FnName, std::move(ArgNames), Kind != 0,
 609                                          BinaryPrecedence);
 610 }
 611
 612 /// definition ::= 'def' prototype expression
 613 static std::unique_ptr<FunctionAST> ParseDefinition() {
 614   getNextToken();  // eat def.
 615   auto Proto = ParsePrototype();
 616   if (!Proto)
 617     return nullptr;
 618
 619   if (auto Body = ParseExpression())
 620     return llvm::make_unique<FunctionAST>(std::move(Proto), std::move(Body));
 621   return nullptr;
 622 }
 623
 624 /// toplevelexpr ::= expression
 625 static std::unique_ptr<FunctionAST> ParseTopLevelExpr() {
 626   if (auto E = ParseExpression()) {
 627     // Make an anonymous proto.
 628     auto Proto =
 629       llvm::make_unique<PrototypeAST>("__anon_expr", std::vector<std::string>());
 630     return llvm::make_unique<FunctionAST>(std::move(Proto), std::move(E));
 631   }
 632   return nullptr;
 633 }
 634
 635 /// external ::= 'extern' prototype
 636 static std::unique_ptr<PrototypeAST> ParseExtern() {
 637   getNextToken();  // eat extern.
 638   return ParsePrototype();
 639 }
 640
 641 //===----------------------------------------------------------------------===//
 642 // Code Generation
 643 //===----------------------------------------------------------------------===//
 644
 645 // FIXME: Obviously we can do better than this
 646 std::string GenerateUniqueName(const char *root)
 647 {
 648   static int i = 0;
 649   char s[16];
 650   sprintf(s, "%s%d", root, i++);
 651   std::string S = s;
 652   return S;
 653 }
 654
 655 std::string MakeLegalFunctionName(std::string Name)
 656 {
 657   std::string NewName;
 658   assert(!Name.empty() && "Base name must not be empty");
 659
 660   // Start with what we have
 661   NewName = Name;
 662
 663   // Look for a numberic first character
 664   if (NewName.find_first_of("0123456789") == 0) {
 665     NewName.insert(0, 1, 'n');
 666   }
 667
 668   // Replace illegal characters with their ASCII equivalent
 669   std::string legal_elements = "_abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";
 670   size_t pos;
 671   while ((pos = NewName.find_first_not_of(legal_elements)) != std::string::npos) {
 672     char old_c = NewName.at(pos);
 673     char new_str[16];
 674     sprintf(new_str, "%d", (int)old_c);
 675     NewName = NewName.replace(pos, 1, new_str);
 676   }
 677
 678   return NewName;
 679 }
 680
 681 class SessionContext {
 682 public:
 683   SessionContext(LLVMContext &C) : Context(C) {}
 684   LLVMContext& getLLVMContext() const { return Context; }
 685   void addPrototypeAST(std::unique_ptr<PrototypeAST> P);
 686   PrototypeAST* getPrototypeAST(const std::string &Name);
 687   std::map<std::string, std::unique_ptr<FunctionAST>> FunctionDefs;
 688 private:
 689   typedef std::map<std::string, std::unique_ptr<PrototypeAST>> PrototypeMap;
 690   LLVMContext &Context;
 691   PrototypeMap Prototypes;
 692 };
 693
 694 void SessionContext::addPrototypeAST(std::unique_ptr<PrototypeAST> P) {
 695   Prototypes[P->Name] = std::move(P);
 696 }
 697
 698 PrototypeAST* SessionContext::getPrototypeAST(const std::string &Name) {
 699   PrototypeMap::iterator I = Prototypes.find(Name);
 700   if (I != Prototypes.end())
 701     return I->second.get();
 702   return nullptr;
 703 }
 704
 705 class IRGenContext {
 706 public:
 707
 708   IRGenContext(SessionContext &S)
 709     : Session(S),
 710       M(new Module(GenerateUniqueName("jit_module_"),
 711                    Session.getLLVMContext())),
 712       Builder(Session.getLLVMContext()) {}
 713
 714   SessionContext& getSession() { return Session; }
 715   Module& getM() const { return *M; }
 716   std::unique_ptr<Module> takeM() { return std::move(M); }
 717   IRBuilder<>& getBuilder() { return Builder; }
 718   LLVMContext& getLLVMContext() { return Session.getLLVMContext(); }
 719   Function* getPrototype(const std::string &Name);
 720
 721   std::map<std::string, AllocaInst*> NamedValues;
 722 private:
 723   SessionContext &Session;
 724   std::unique_ptr<Module> M;
 725   IRBuilder<> Builder;
 726 };
 727
 728 Function* IRGenContext::getPrototype(const std::string &Name) {
 729   if (Function *ExistingProto = M->getFunction(Name))
 730     return ExistingProto;
 731   if (PrototypeAST *ProtoAST = Session.getPrototypeAST(Name))
 732     return ProtoAST->IRGen(*this);
 733   return nullptr;
 734 }
 735
 736 /// CreateEntryBlockAlloca - Create an alloca instruction in the entry block of
 737 /// the function.  This is used for mutable variables etc.
 738 static AllocaInst *CreateEntryBlockAlloca(Function *TheFunction,
 739                                           const std::string &VarName) {
 740   IRBuilder<> TmpB(&TheFunction->getEntryBlock(),
 741                  TheFunction->getEntryBlock().begin());
 742   return TmpB.CreateAlloca(Type::getDoubleTy(getGlobalContext()), 0,
 743                            VarName.c_str());
 744 }
 745
 746 Value *NumberExprAST::IRGen(IRGenContext &C) {
 747   return ConstantFP::get(C.getLLVMContext(), APFloat(Val));
 748 }
 749
 750 Value *VariableExprAST::IRGen(IRGenContext &C) {
 751   // Look this variable up in the function.
 752   Value *V = C.NamedValues[Name];
 753
 754   if (V == 0) {
 755     char ErrStr[256];
 756     sprintf(ErrStr, "Unknown variable name %s", Name.c_str());
 757     return ErrorP<Value>(ErrStr);
 758   }
 759
 760   // Load the value.
 761   return C.getBuilder().CreateLoad(V, Name.c_str());
 762 }
 763
 764 Value *UnaryExprAST::IRGen(IRGenContext &C) {
 765   if (Value *OperandV = Operand->IRGen(C)) {
 766     std::string FnName = MakeLegalFunctionName(std::string("unary")+Opcode);
 767     if (Function *F = C.getPrototype(FnName))
 768       return C.getBuilder().CreateCall(F, OperandV, "unop");
 769     return ErrorP<Value>("Unknown unary operator");
 770   }
 771
 772   // Could not codegen operand - return null.
 773   return nullptr;
 774 }
 775
 776 Value *BinaryExprAST::IRGen(IRGenContext &C) {
 777   // Special case '=' because we don't want to emit the LHS as an expression.
 778   if (Op == '=') {
 779     // Assignment requires the LHS to be an identifier.
 780     auto LHSVar = static_cast<VariableExprAST&>(*LHS);
 781     // Codegen the RHS.
 782     Value *Val = RHS->IRGen(C);
 783     if (!Val) return nullptr;
 784
 785     // Look up the name.
 786     if (auto Variable = C.NamedValues[LHSVar.Name]) {
 787       C.getBuilder().CreateStore(Val, Variable);
 788       return Val;
 789     }
 790     return ErrorP<Value>("Unknown variable name");
 791   }
 792
 793   Value *L = LHS->IRGen(C);
 794   Value *R = RHS->IRGen(C);
 795   if (!L || !R) return nullptr;
 796
 797   switch (Op) {
 798   case '+': return C.getBuilder().CreateFAdd(L, R, "addtmp");
 799   case '-': return C.getBuilder().CreateFSub(L, R, "subtmp");
 800   case '*': return C.getBuilder().CreateFMul(L, R, "multmp");
 801   case '/': return C.getBuilder().CreateFDiv(L, R, "divtmp");
 802   case '<':
 803     L = C.getBuilder().CreateFCmpULT(L, R, "cmptmp");
 804     // Convert bool 0/1 to double 0.0 or 1.0
 805     return C.getBuilder().CreateUIToFP(L, Type::getDoubleTy(getGlobalContext()),
 806                                 "booltmp");
 807   default: break;
 808   }
 809
 810   // If it wasn't a builtin binary operator, it must be a user defined one. Emit
 811   // a call to it.
 812   std::string FnName = MakeLegalFunctionName(std::string("binary")+Op);
 813   if (Function *F = C.getPrototype(FnName)) {
 814     Value *Ops[] = { L, R };
 815     return C.getBuilder().CreateCall(F, Ops, "binop");
 816   }
 817
 818   return ErrorP<Value>("Unknown binary operator");
 819 }
 820
 821 Value *CallExprAST::IRGen(IRGenContext &C) {
 822   // Look up the name in the global module table.
 823   if (auto CalleeF = C.getPrototype(CalleeName)) {
 824     // If argument mismatch error.
 825     if (CalleeF->arg_size() != Args.size())
 826       return ErrorP<Value>("Incorrect # arguments passed");
 827
 828     std::vector<Value*> ArgsV;
 829     for (unsigned i = 0, e = Args.size(); i != e; ++i) {
 830       ArgsV.push_back(Args[i]->IRGen(C));
 831       if (!ArgsV.back()) return nullptr;
 832     }
 833
 834     return C.getBuilder().CreateCall(CalleeF, ArgsV, "calltmp");
 835   }
 836
 837   return ErrorP<Value>("Unknown function referenced");
 838 }
 839
 840 Value *IfExprAST::IRGen(IRGenContext &C) {
 841   Value *CondV = Cond->IRGen(C);
 842   if (!CondV) return nullptr;
 843
 844   // Convert condition to a bool by comparing equal to 0.0.
 845   ConstantFP *FPZero =
 846     ConstantFP::get(C.getLLVMContext(), APFloat(0.0));
 847   CondV = C.getBuilder().CreateFCmpONE(CondV, FPZero, "ifcond");
 848
 849   Function *TheFunction = C.getBuilder().GetInsertBlock()->getParent();
 850
 851   // Create blocks for the then and else cases.  Insert the 'then' block at the
 852   // end of the function.
 853   BasicBlock *ThenBB = BasicBlock::Create(C.getLLVMContext(), "then", TheFunction);
 854   BasicBlock *ElseBB = BasicBlock::Create(C.getLLVMContext(), "else");
 855   BasicBlock *MergeBB = BasicBlock::Create(C.getLLVMContext(), "ifcont");
 856
 857   C.getBuilder().CreateCondBr(CondV, ThenBB, ElseBB);
 858
 859   // Emit then value.
 860   C.getBuilder().SetInsertPoint(ThenBB);
 861
 862   Value *ThenV = Then->IRGen(C);
 863   if (!ThenV) return nullptr;
 864
 865   C.getBuilder().CreateBr(MergeBB);
 866   // Codegen of 'Then' can change the current block, update ThenBB for the PHI.
 867   ThenBB = C.getBuilder().GetInsertBlock();
 868
 869   // Emit else block.
 870   TheFunction->getBasicBlockList().push_back(ElseBB);
 871   C.getBuilder().SetInsertPoint(ElseBB);
 872
 873   Value *ElseV = Else->IRGen(C);
 874   if (!ElseV) return nullptr;
 875
 876   C.getBuilder().CreateBr(MergeBB);
 877   // Codegen of 'Else' can change the current block, update ElseBB for the PHI.
 878   ElseBB = C.getBuilder().GetInsertBlock();
 879
 880   // Emit merge block.
 881   TheFunction->getBasicBlockList().push_back(MergeBB);
 882   C.getBuilder().SetInsertPoint(MergeBB);
 883   PHINode *PN = C.getBuilder().CreatePHI(Type::getDoubleTy(getGlobalContext()), 2,
 884                                   "iftmp");
 885
 886   PN->addIncoming(ThenV, ThenBB);
 887   PN->addIncoming(ElseV, ElseBB);
 888   return PN;
 889 }
 890
 891 Value *ForExprAST::IRGen(IRGenContext &C) {
 892   // Output this as:
 893   //   var = alloca double
 894   //   ...
 895   //   start = startexpr
 896   //   store start -> var
 897   //   goto loop
 898   // loop:
 899   //   ...
 900   //   bodyexpr
 901   //   ...
 902   // loopend:
 903   //   step = stepexpr
 904   //   endcond = endexpr
 905   //
 906   //   curvar = load var
 907   //   nextvar = curvar + step
 908   //   store nextvar -> var
 909   //   br endcond, loop, endloop
 910   // outloop:
 911
 912   Function *TheFunction = C.getBuilder().GetInsertBlock()->getParent();
 913
 914   // Create an alloca for the variable in the entry block.
 915   AllocaInst *Alloca = CreateEntryBlockAlloca(TheFunction, VarName);
 916
 917   // Emit the start code first, without 'variable' in scope.
 918   Value *StartVal = Start->IRGen(C);
 919   if (!StartVal) return nullptr;
 920
 921   // Store the value into the alloca.
 922   C.getBuilder().CreateStore(StartVal, Alloca);
 923
 924   // Make the new basic block for the loop header, inserting after current
 925   // block.
 926   BasicBlock *LoopBB = BasicBlock::Create(getGlobalContext(), "loop", TheFunction);
 927
 928   // Insert an explicit fall through from the current block to the LoopBB.
 929   C.getBuilder().CreateBr(LoopBB);
 930
 931   // Start insertion in LoopBB.
 932   C.getBuilder().SetInsertPoint(LoopBB);
 933
 934   // Within the loop, the variable is defined equal to the PHI node.  If it
 935   // shadows an existing variable, we have to restore it, so save it now.
 936   AllocaInst *OldVal = C.NamedValues[VarName];
 937   C.NamedValues[VarName] = Alloca;
 938
 939   // Emit the body of the loop.  This, like any other expr, can change the
 940   // current BB.  Note that we ignore the value computed by the body, but don't
 941   // allow an error.
 942   if (!Body->IRGen(C))
 943     return nullptr;
 944
 945   // Emit the step value.
 946   Value *StepVal;
 947   if (Step) {
 948     StepVal = Step->IRGen(C);
 949     if (!StepVal) return nullptr;
 950   } else {
 951     // If not specified, use 1.0.
 952     StepVal = ConstantFP::get(getGlobalContext(), APFloat(1.0));
 953   }
 954
 955   // Compute the end condition.
 956   Value *EndCond = End->IRGen(C);
 957   if (EndCond == 0) return EndCond;
 958
 959   // Reload, increment, and restore the alloca.  This handles the case where
 960   // the body of the loop mutates the variable.
 961   Value *CurVar = C.getBuilder().CreateLoad(Alloca, VarName.c_str());
 962   Value *NextVar = C.getBuilder().CreateFAdd(CurVar, StepVal, "nextvar");
 963   C.getBuilder().CreateStore(NextVar, Alloca);
 964
 965   // Convert condition to a bool by comparing equal to 0.0.
 966   EndCond = C.getBuilder().CreateFCmpONE(EndCond,
 967                               ConstantFP::get(getGlobalContext(), APFloat(0.0)),
 968                                   "loopcond");
 969
 970   // Create the "after loop" block and insert it.
 971   BasicBlock *AfterBB = BasicBlock::Create(getGlobalContext(), "afterloop", TheFunction);
 972
 973   // Insert the conditional branch into the end of LoopEndBB.
 974   C.getBuilder().CreateCondBr(EndCond, LoopBB, AfterBB);
 975
 976   // Any new code will be inserted in AfterBB.
 977   C.getBuilder().SetInsertPoint(AfterBB);
 978
 979   // Restore the unshadowed variable.
 980   if (OldVal)
 981     C.NamedValues[VarName] = OldVal;
 982   else
 983     C.NamedValues.erase(VarName);
 984
 985
 986   // for expr always returns 0.0.
 987   return Constant::getNullValue(Type::getDoubleTy(getGlobalContext()));
 988 }
 989
 990 Value *VarExprAST::IRGen(IRGenContext &C) {
 991   std::vector<AllocaInst *> OldBindings;
 992
 993   Function *TheFunction = C.getBuilder().GetInsertBlock()->getParent();
 994
 995   // Register all variables and emit their initializer.
 996   for (unsigned i = 0, e = VarBindings.size(); i != e; ++i) {
 997     auto &VarName = VarBindings[i].first;
 998     auto &Init = VarBindings[i].second;
 999
1000     // Emit the initializer before adding the variable to scope, this prevents
1001     // the initializer from referencing the variable itself, and permits stuff
1002     // like this:
1003     //  var a = 1 in
1004     //    var a = a in ...   # refers to outer 'a'.
1005     Value *InitVal;
1006     if (Init) {
1007       InitVal = Init->IRGen(C);
1008       if (!InitVal) return nullptr;
1009     } else // If not specified, use 0.0.
1010       InitVal = ConstantFP::get(getGlobalContext(), APFloat(0.0));
1011
1012     AllocaInst *Alloca = CreateEntryBlockAlloca(TheFunction, VarName);
1013     C.getBuilder().CreateStore(InitVal, Alloca);
1014
1015     // Remember the old variable binding so that we can restore the binding when
1016     // we unrecurse.
1017     OldBindings.push_back(C.NamedValues[VarName]);
1018
1019     // Remember this binding.
1020     C.NamedValues[VarName] = Alloca;
1021   }
1022
1023   // Codegen the body, now that all vars are in scope.
1024   Value *BodyVal = Body->IRGen(C);
1025   if (!BodyVal) return nullptr;
1026
1027   // Pop all our variables from scope.
1028   for (unsigned i = 0, e = VarBindings.size(); i != e; ++i)
1029     C.NamedValues[VarBindings[i].first] = OldBindings[i];
1030
1031   // Return the body computation.
1032   return BodyVal;
1033 }
1034
1035 Function *PrototypeAST::IRGen(IRGenContext &C) {
1036   std::string FnName = MakeLegalFunctionName(Name);
1037
1038   // Make the function type:  double(double,double) etc.
1039   std::vector<Type*> Doubles(Args.size(),
1040                              Type::getDoubleTy(getGlobalContext()));
1041   FunctionType *FT = FunctionType::get(Type::getDoubleTy(getGlobalContext()),
1042                                        Doubles, false);
1043   Function *F = Function::Create(FT, Function::ExternalLinkage, FnName,
1044                                  &C.getM());
1045
1046   // If F conflicted, there was already something named 'FnName'.  If it has a
1047   // body, don't allow redefinition or reextern.
1048   if (F->getName() != FnName) {
1049     // Delete the one we just made and get the existing one.
1050     F->eraseFromParent();
1051     F = C.getM().getFunction(Name);
1052
1053     // If F already has a body, reject this.
1054     if (!F->empty()) {
1055       ErrorP<Function>("redefinition of function");
1056       return nullptr;
1057     }
1058
1059     // If F took a different number of args, reject.
1060     if (F->arg_size() != Args.size()) {
1061       ErrorP<Function>("redefinition of function with different # args");
1062       return nullptr;
1063     }
1064   }
1065
1066   // Set names for all arguments.
1067   unsigned Idx = 0;
1068   for (Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(); Idx != Args.size();
1069        ++AI, ++Idx)
1070     AI->setName(Args[Idx]);
1071
1072   return F;
1073 }
1074
1075 /// CreateArgumentAllocas - Create an alloca for each argument and register the
1076 /// argument in the symbol table so that references to it will succeed.
1077 void PrototypeAST::CreateArgumentAllocas(Function *F, IRGenContext &C) {
1078   Function::arg_iterator AI = F->arg_begin();
1079   for (unsigned Idx = 0, e = Args.size(); Idx != e; ++Idx, ++AI) {
1080     // Create an alloca for this variable.
1081     AllocaInst *Alloca = CreateEntryBlockAlloca(F, Args[Idx]);
1082
1083     // Store the initial value into the alloca.
1084     C.getBuilder().CreateStore(AI, Alloca);
1085
1086     // Add arguments to variable symbol table.
1087     C.NamedValues[Args[Idx]] = Alloca;
1088   }
1089 }
1090
1091 Function *FunctionAST::IRGen(IRGenContext &C) {
1092   C.NamedValues.clear();
1093
1094   Function *TheFunction = Proto->IRGen(C);
1095   if (!TheFunction)
1096     return nullptr;
1097
1098   // If this is an operator, install it.
1099   if (Proto->isBinaryOp())
1100     BinopPrecedence[Proto->getOperatorName()] = Proto->Precedence;
1101
1102   // Create a new basic block to start insertion into.
1103   BasicBlock *BB = BasicBlock::Create(getGlobalContext(), "entry", TheFunction);
1104   C.getBuilder().SetInsertPoint(BB);
1105
1106   // Add all arguments to the symbol table and create their allocas.
1107   Proto->CreateArgumentAllocas(TheFunction, C);
1108
1109   if (Value *RetVal = Body->IRGen(C)) {
1110     // Finish off the function.
1111     C.getBuilder().CreateRet(RetVal);
1112
1113     // Validate the generated code, checking for consistency.
1114     verifyFunction(*TheFunction);
1115
1116     return TheFunction;
1117   }
1118
1119   // Error reading body, remove function.
1120   TheFunction->eraseFromParent();
1121
1122   if (Proto->isBinaryOp())
1123     BinopPrecedence.erase(Proto->getOperatorName());
1124   return nullptr;
1125 }
1126
1127 //===----------------------------------------------------------------------===//
1128 // Top-Level parsing and JIT Driver
1129 //===----------------------------------------------------------------------===//
1130
1131 class KaleidoscopeJIT {
1132 public:
1133   typedef ObjectLinkingLayer<> ObjLayerT;
1134   typedef IRCompileLayer<ObjLayerT> CompileLayerT;
1135   typedef LazyEmittingLayer<CompileLayerT> LazyEmitLayerT;
1136
1137   typedef LazyEmitLayerT::ModuleSetHandleT ModuleHandleT;
1138
1139   std::string Mangle(const std::string &Name) {
1140     std::string MangledName;
1141     {
1142       raw_string_ostream MangledNameStream(MangledName);
1143       Mang.getNameWithPrefix(MangledNameStream, Name);
1144     }
1145     return MangledName;
1146   }
1147
1148   KaleidoscopeJIT(SessionContext &Session)
1149     : TM(EngineBuilder().selectTarget()),
1150       Mang(TM->getDataLayout()), Session(Session),
1151       CompileLayer(ObjectLayer, SimpleCompiler(*TM)),
1152       LazyEmitLayer(CompileLayer) {}
1153
1154   ModuleHandleT addModule(std::unique_ptr<Module> M) {
1155     if (!M->getDataLayout())
1156       M->setDataLayout(TM->getDataLayout());
1157
1158     // The LazyEmitLayer takes lists of modules, rather than single modules, so
1159     // we'll just build a single-element list.
1160     std::vector<std::unique_ptr<Module>> S;
1161     S.push_back(std::move(M));
1162
1163     // We need a memory manager to allocate memory and resolve symbols for this
1164     // new module. Create one that resolves symbols by looking back into the JIT.
1165     auto MM = createLookasideRTDyldMM<SectionMemoryManager>(
1166                 [&](const std::string &Name) -> uint64_t {
1167                   // First try to find 'Name' within the JIT.
1168                   if (uint64_t Addr = getMangledSymbolAddress(Name))
1169                     return Addr;
1170
1171                   // If we don't find 'Name' in the JIT, see if we have some AST
1172                   // for it.
1173                   if (!Session.FunctionDefs.count(Name))
1174                     return 0;
1175
1176                   // We have AST for 'Name'. IRGen it, add it to the JIT, and
1177                   // return the address for it.
1178                   IRGenContext C(Session);
1179                   {
1180                     // Take ownership of the AST: We can release the memory as
1181                     // soon as we've IRGen'd it.
1182                     auto FuncAST = std::move(Session.FunctionDefs[Name]);
1183                     FuncAST->IRGen(C);
1184                   }
1185
1186                   addModule(C.takeM());
1187                   return getMangledSymbolAddress(Name);
1188                 },
1189                 [](const std::string &S) { return 0; } );
1190
1191     return LazyEmitLayer.addModuleSet(std::move(S), std::move(MM));
1192   }
1193
1194   void removeModule(ModuleHandleT H) { LazyEmitLayer.removeModuleSet(H); }
1195
1196   uint64_t getMangledSymbolAddress(const std::string &Name) {
1197     return LazyEmitLayer.getSymbolAddress(Name, false);
1198   }
1199
1200   uint64_t getSymbolAddress(const std::string &Name) {
1201     return getMangledSymbolAddress(Mangle(Name));
1202   }
1203
1204 private:
1205
1206   std::unique_ptr<TargetMachine> TM;
1207   Mangler Mang;
1208   SessionContext &Session;
1209
1210   ObjLayerT ObjectLayer;
1211   CompileLayerT CompileLayer;
1212   LazyEmitLayerT LazyEmitLayer;
1213 };
1214
1215 static void HandleDefinition(SessionContext &S, KaleidoscopeJIT &J) {
1216   if (auto F = ParseDefinition()) {
1217     S.addPrototypeAST(llvm::make_unique<PrototypeAST>(*F->Proto));
1218     S.FunctionDefs[J.Mangle(F->Proto->Name)] = std::move(F);
1219   } else {
1220     // Skip token for error recovery.
1221     getNextToken();
1222   }
1223 }
1224
1225 static void HandleExtern(SessionContext &S) {
1226   if (auto P = ParseExtern())
1227     S.addPrototypeAST(std::move(P));
1228   else {
1229     // Skip token for error recovery.
1230     getNextToken();
1231   }
1232 }
1233
1234 static void HandleTopLevelExpression(SessionContext &S, KaleidoscopeJIT &J) {
1235   // Evaluate a top-level expression into an anonymous function.
1236   if (auto F = ParseTopLevelExpr()) {
1237     IRGenContext C(S);
1238     if (auto ExprFunc = F->IRGen(C)) {
1239 #ifndef MINIMAL_STDERR_OUTPUT
1240       fprintf(stderr, "Expression function:\n");
1241       ExprFunc->dump();
1242 #endif
1243       // Add the CodeGen'd module to the JIT. Keep a handle to it: We can remove
1244       // this module as soon as we've executed Function ExprFunc.
1245       auto H = J.addModule(C.takeM());
1246
1247       // Get the address of the JIT'd function in memory.
1248       uint64_t ExprFuncAddr = J.getSymbolAddress("__anon_expr");
1249
1250       // Cast it to the right type (takes no arguments, returns a double) so we
1251       // can call it as a native function.
1252       double (*FP)() = (double (*)())(intptr_t)ExprFuncAddr;
1253 #ifdef MINIMAL_STDERR_OUTPUT
1254       FP();
1255 #else
1256       fprintf(stderr, "Evaluated to %f\n", FP());
1257 #endif
1258
1259       // Remove the function.
1260       J.removeModule(H);
1261     }
1262   } else {
1263     // Skip token for error recovery.
1264     getNextToken();
1265   }
1266 }
1267
1268 /// top ::= definition | external | expression | ';'
1269 static void MainLoop() {
1270   SessionContext S(getGlobalContext());
1271   KaleidoscopeJIT J(S);
1272
1273   while (1) {
1274 #ifndef MINIMAL_STDERR_OUTPUT
1275     fprintf(stderr, "ready> ");
1276 #endif
1277     switch (CurTok) {
1278     case tok_eof:    return;
1279     case ';':        getNextToken(); break;  // ignore top-level semicolons.
1280     case tok_def:    HandleDefinition(S, J); break;
1281     case tok_extern: HandleExtern(S); break;
1282     default:         HandleTopLevelExpression(S, J); break;
1283     }
1284   }
1285 }
1286
1287 //===----------------------------------------------------------------------===//
1288 // "Library" functions that can be "extern'd" from user code.
1289 //===----------------------------------------------------------------------===//
1290
1291 /// putchard - putchar that takes a double and returns 0.
1292 extern "C"
1293 double putchard(double X) {
1294   putchar((char)X);
1295   return 0;
1296 }
1297
1298 /// printd - printf that takes a double prints it as "%f\n", returning 0.
1299 extern "C"
1300 double printd(double X) {
1301   printf("%f", X);
1302   return 0;
1303 }
1304
1305 extern "C"
1306 double printlf() {
1307   printf("\n");
1308   return 0;
1309 }
1310
1311 //===----------------------------------------------------------------------===//
1312 // Main driver code.
1313 //===----------------------------------------------------------------------===//
1314
1315 int main() {
1316   InitializeNativeTarget();
1317   InitializeNativeTargetAsmPrinter();
1318   InitializeNativeTargetAsmParser();
1319
1320   // Install standard binary operators.
1321   // 1 is lowest precedence.
1322   BinopPrecedence['='] = 2;
1323   BinopPrecedence['<'] = 10;
1324   BinopPrecedence['+'] = 20;
1325   BinopPrecedence['-'] = 20;
1326   BinopPrecedence['/'] = 40;
1327   BinopPrecedence['*'] = 40;  // highest.
1328
1329   // Prime the first token.
1330 #ifndef MINIMAL_STDERR_OUTPUT
1331   fprintf(stderr, "ready> ");
1332 #endif
1333   getNextToken();
1334
1335   // Run the main "interpreter loop" now.
1336   MainLoop();
1337
1338   return 0;
1339 }
1340