AMDGPU: Mark test as XFAIL in expensive_checks builds
[llvm-project.git] / llvm / docs / tutorial / MyFirstLanguageFrontend / LangImpl04.rst
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1 ==============================================
2 Kaleidoscope: Adding JIT and Optimizer Support
3 ==============================================
5 .. contents::
6    :local:
8 Chapter 4 Introduction
9 ======================
11 Welcome to Chapter 4 of the "`Implementing a language with
12 LLVM <index.html>`_" tutorial. Chapters 1-3 described the implementation
13 of a simple language and added support for generating LLVM IR. This
14 chapter describes two new techniques: adding optimizer support to your
15 language, and adding JIT compiler support. These additions will
16 demonstrate how to get nice, efficient code for the Kaleidoscope
17 language.
19 Trivial Constant Folding
20 ========================
22 Our demonstration for Chapter 3 is elegant and easy to extend.
23 Unfortunately, it does not produce wonderful code. The IRBuilder,
24 however, does give us obvious optimizations when compiling simple code:
28     ready> def test(x) 1+2+x;
29     Read function definition:
30     define double @test(double %x) {
31     entry:
32             %addtmp = fadd double 3.000000e+00, %x
33             ret double %addtmp
34     }
36 This code is not a literal transcription of the AST built by parsing the
37 input. That would be:
41     ready> def test(x) 1+2+x;
42     Read function definition:
43     define double @test(double %x) {
44     entry:
45             %addtmp = fadd double 2.000000e+00, 1.000000e+00
46             %addtmp1 = fadd double %addtmp, %x
47             ret double %addtmp1
48     }
50 Constant folding, as seen above, in particular, is a very common and
51 very important optimization: so much so that many language implementors
52 implement constant folding support in their AST representation.
54 With LLVM, you don't need this support in the AST. Since all calls to
55 build LLVM IR go through the LLVM IR builder, the builder itself checked
56 to see if there was a constant folding opportunity when you call it. If
57 so, it just does the constant fold and return the constant instead of
58 creating an instruction.
60 Well, that was easy :). In practice, we recommend always using
61 ``IRBuilder`` when generating code like this. It has no "syntactic
62 overhead" for its use (you don't have to uglify your compiler with
63 constant checks everywhere) and it can dramatically reduce the amount of
64 LLVM IR that is generated in some cases (particular for languages with a
65 macro preprocessor or that use a lot of constants).
67 On the other hand, the ``IRBuilder`` is limited by the fact that it does
68 all of its analysis inline with the code as it is built. If you take a
69 slightly more complex example:
73     ready> def test(x) (1+2+x)*(x+(1+2));
74     ready> Read function definition:
75     define double @test(double %x) {
76     entry:
77             %addtmp = fadd double 3.000000e+00, %x
78             %addtmp1 = fadd double %x, 3.000000e+00
79             %multmp = fmul double %addtmp, %addtmp1
80             ret double %multmp
81     }
83 In this case, the LHS and RHS of the multiplication are the same value.
84 We'd really like to see this generate "``tmp = x+3; result = tmp*tmp;``"
85 instead of computing "``x+3``" twice.
87 Unfortunately, no amount of local analysis will be able to detect and
88 correct this. This requires two transformations: reassociation of
89 expressions (to make the add's lexically identical) and Common
90 Subexpression Elimination (CSE) to delete the redundant add instruction.
91 Fortunately, LLVM provides a broad range of optimizations that you can
92 use, in the form of "passes".
94 LLVM Optimization Passes
95 ========================
97 LLVM provides many optimization passes, which do many different sorts of
98 things and have different tradeoffs. Unlike other systems, LLVM doesn't
99 hold to the mistaken notion that one set of optimizations is right for
100 all languages and for all situations. LLVM allows a compiler implementor
101 to make complete decisions about what optimizations to use, in which
102 order, and in what situation.
104 As a concrete example, LLVM supports both "whole module" passes, which
105 look across as large of body of code as they can (often a whole file,
106 but if run at link time, this can be a substantial portion of the whole
107 program). It also supports and includes "per-function" passes which just
108 operate on a single function at a time, without looking at other
109 functions. For more information on passes and how they are run, see the
110 `How to Write a Pass <../../WritingAnLLVMPass.html>`_ document and the
111 `List of LLVM Passes <../../Passes.html>`_.
113 For Kaleidoscope, we are currently generating functions on the fly, one
114 at a time, as the user types them in. We aren't shooting for the
115 ultimate optimization experience in this setting, but we also want to
116 catch the easy and quick stuff where possible. As such, we will choose
117 to run a few per-function optimizations as the user types the function
118 in. If we wanted to make a "static Kaleidoscope compiler", we would use
119 exactly the code we have now, except that we would defer running the
120 optimizer until the entire file has been parsed.
122 In addition to the distinction between function and module passes, passes can be
123 divided into transform and analysis passes. Transform passes mutate the IR, and
124 analysis passes compute information that other passes can use. In order to add
125 a transform pass, all analysis passes it depends upon must be registered in
126 advance.
128 In order to get per-function optimizations going, we need to set up a
129 `FunctionPassManager <../../WritingAnLLVMPass.html#what-passmanager-doesr>`_ to hold
130 and organize the LLVM optimizations that we want to run. Once we have
131 that, we can add a set of optimizations to run. We'll need a new
132 FunctionPassManager for each module that we want to optimize, so we'll
133 add to a function created in the previous chapter (``InitializeModule()``):
135 .. code-block:: c++
137     void InitializeModuleAndManagers(void) {
138       // Open a new context and module.
139       TheContext = std::make_unique<LLVMContext>();
140       TheModule = std::make_unique<Module>("KaleidoscopeJIT", *TheContext);
141       TheModule->setDataLayout(TheJIT->getDataLayout());
143       // Create a new builder for the module.
144       Builder = std::make_unique<IRBuilder<>>(*TheContext);
146       // Create new pass and analysis managers.
147       TheFPM = std::make_unique<FunctionPassManager>();
148       TheLAM = std::make_unique<LoopAnalysisManager>();
149       TheFAM = std::make_unique<FunctionAnalysisManager>();
150       TheCGAM = std::make_unique<CGSCCAnalysisManager>();
151       TheMAM = std::make_unique<ModuleAnalysisManager>();
152       ThePIC = std::make_unique<PassInstrumentationCallbacks>();
153       TheSI = std::make_unique<StandardInstrumentations>(*TheContext,
154                                                         /*DebugLogging*/ true);
155       TheSI->registerCallbacks(*ThePIC, TheMAM.get());
156       ...
158 After initializing the global module ``TheModule`` and the FunctionPassManager,
159 we need to initialize other parts of the framework. The four AnalysisManagers
160 allow us to add analysis passes that run across the four levels of the IR
161 hierarchy. PassInstrumentationCallbacks and StandardInstrumentations are
162 required for the pass instrumentation framework, which allows developers to
163 customize what happens between passes.
165 Once these managers are set up, we use a series of "addPass" calls to add a
166 bunch of LLVM transform passes:
168 .. code-block:: c++
170       // Add transform passes.
171       // Do simple "peephole" optimizations and bit-twiddling optzns.
172       TheFPM->addPass(InstCombinePass());
173       // Reassociate expressions.
174       TheFPM->addPass(ReassociatePass());
175       // Eliminate Common SubExpressions.
176       TheFPM->addPass(GVNPass());
177       // Simplify the control flow graph (deleting unreachable blocks, etc).
178       TheFPM->addPass(SimplifyCFGPass());
180 In this case, we choose to add four optimization passes.
181 The passes we choose here are a pretty standard set
182 of "cleanup" optimizations that are useful for a wide variety of code. I won't
183 delve into what they do but, believe me, they are a good starting place :).
185 Next, we register the analysis passes used by the transform passes.
187 .. code-block:: c++
189       // Register analysis passes used in these transform passes.
190       PassBuilder PB;
191       PB.registerModuleAnalyses(*TheMAM);
192       PB.registerFunctionAnalyses(*TheFAM);
193       PB.crossRegisterProxies(*TheLAM, *TheFAM, *TheCGAM, *TheMAM);
194     }
196 Once the PassManager is set up, we need to make use of it. We do this by
197 running it after our newly created function is constructed (in
198 ``FunctionAST::codegen()``), but before it is returned to the client:
200 .. code-block:: c++
202       if (Value *RetVal = Body->codegen()) {
203         // Finish off the function.
204         Builder.CreateRet(RetVal);
206         // Validate the generated code, checking for consistency.
207         verifyFunction(*TheFunction);
209         // Optimize the function.
210         TheFPM->run(*TheFunction, *TheFAM);
212         return TheFunction;
213       }
215 As you can see, this is pretty straightforward. The
216 ``FunctionPassManager`` optimizes and updates the LLVM Function\* in
217 place, improving (hopefully) its body. With this in place, we can try
218 our test above again:
222     ready> def test(x) (1+2+x)*(x+(1+2));
223     ready> Read function definition:
224     define double @test(double %x) {
225     entry:
226             %addtmp = fadd double %x, 3.000000e+00
227             %multmp = fmul double %addtmp, %addtmp
228             ret double %multmp
229     }
231 As expected, we now get our nicely optimized code, saving a floating
232 point add instruction from every execution of this function.
234 LLVM provides a wide variety of optimizations that can be used in
235 certain circumstances. Some `documentation about the various
236 passes <../../Passes.html>`_ is available, but it isn't very complete.
237 Another good source of ideas can come from looking at the passes that
238 ``Clang`` runs to get started. The "``opt``" tool allows you to
239 experiment with passes from the command line, so you can see if they do
240 anything.
242 Now that we have reasonable code coming out of our front-end, let's talk
243 about executing it!
245 Adding a JIT Compiler
246 =====================
248 Code that is available in LLVM IR can have a wide variety of tools
249 applied to it. For example, you can run optimizations on it (as we did
250 above), you can dump it out in textual or binary forms, you can compile
251 the code to an assembly file (.s) for some target, or you can JIT
252 compile it. The nice thing about the LLVM IR representation is that it
253 is the "common currency" between many different parts of the compiler.
255 In this section, we'll add JIT compiler support to our interpreter. The
256 basic idea that we want for Kaleidoscope is to have the user enter
257 function bodies as they do now, but immediately evaluate the top-level
258 expressions they type in. For example, if they type in "1 + 2;", we
259 should evaluate and print out 3. If they define a function, they should
260 be able to call it from the command line.
262 In order to do this, we first prepare the environment to create code for
263 the current native target and declare and initialize the JIT. This is
264 done by calling some ``InitializeNativeTarget\*`` functions and
265 adding a global variable ``TheJIT``, and initializing it in
266 ``main``:
268 .. code-block:: c++
270     static std::unique_ptr<KaleidoscopeJIT> TheJIT;
271     ...
272     int main() {
273       InitializeNativeTarget();
274       InitializeNativeTargetAsmPrinter();
275       InitializeNativeTargetAsmParser();
277       // Install standard binary operators.
278       // 1 is lowest precedence.
279       BinopPrecedence['<'] = 10;
280       BinopPrecedence['+'] = 20;
281       BinopPrecedence['-'] = 20;
282       BinopPrecedence['*'] = 40; // highest.
284       // Prime the first token.
285       fprintf(stderr, "ready> ");
286       getNextToken();
288       TheJIT = std::make_unique<KaleidoscopeJIT>();
290       // Run the main "interpreter loop" now.
291       MainLoop();
293       return 0;
294     }
296 We also need to setup the data layout for the JIT:
298 .. code-block:: c++
300     void InitializeModuleAndPassManager(void) {
301       // Open a new context and module.
302       TheContext = std::make_unique<LLVMContext>();
303       TheModule = std::make_unique<Module>("my cool jit", TheContext);
304       TheModule->setDataLayout(TheJIT->getDataLayout());
306       // Create a new builder for the module.
307       Builder = std::make_unique<IRBuilder<>>(*TheContext);
309       // Create a new pass manager attached to it.
310       TheFPM = std::make_unique<legacy::FunctionPassManager>(TheModule.get());
311       ...
313 The KaleidoscopeJIT class is a simple JIT built specifically for these
314 tutorials, available inside the LLVM source code
315 at `llvm-src/examples/Kaleidoscope/include/KaleidoscopeJIT.h
316 <https://github.com/llvm/llvm-project/blob/main/llvm/examples/Kaleidoscope/include/KaleidoscopeJIT.h>`_.
317 In later chapters we will look at how it works and extend it with
318 new features, but for now we will take it as given. Its API is very simple:
319 ``addModule`` adds an LLVM IR module to the JIT, making its functions
320 available for execution (with its memory managed by a ``ResourceTracker``); and
321 ``lookup`` allows us to look up pointers to the compiled code.
323 We can take this simple API and change our code that parses top-level expressions to
324 look like this:
326 .. code-block:: c++
328     static ExitOnError ExitOnErr;
329     ...
330     static void HandleTopLevelExpression() {
331       // Evaluate a top-level expression into an anonymous function.
332       if (auto FnAST = ParseTopLevelExpr()) {
333         if (FnAST->codegen()) {
334           // Create a ResourceTracker to track JIT'd memory allocated to our
335           // anonymous expression -- that way we can free it after executing.
336           auto RT = TheJIT->getMainJITDylib().createResourceTracker();
338           auto TSM = ThreadSafeModule(std::move(TheModule), std::move(TheContext));
339           ExitOnErr(TheJIT->addModule(std::move(TSM), RT));
340           InitializeModuleAndPassManager();
342           // Search the JIT for the __anon_expr symbol.
343           auto ExprSymbol = ExitOnErr(TheJIT->lookup("__anon_expr"));
344           assert(ExprSymbol && "Function not found");
346           // Get the symbol's address and cast it to the right type (takes no
347           // arguments, returns a double) so we can call it as a native function.
348           double (*FP)() = ExprSymbol.getAddress().toPtr<double (*)()>();
349           fprintf(stderr, "Evaluated to %f\n", FP());
351           // Delete the anonymous expression module from the JIT.
352           ExitOnErr(RT->remove());
353         }
355 If parsing and codegen succeed, the next step is to add the module containing
356 the top-level expression to the JIT. We do this by calling addModule, which
357 triggers code generation for all the functions in the module, and accepts a
358 ``ResourceTracker`` which can be used to remove the module from the JIT later. Once the module
359 has been added to the JIT it can no longer be modified, so we also open a new
360 module to hold subsequent code by calling ``InitializeModuleAndPassManager()``.
362 Once we've added the module to the JIT we need to get a pointer to the final
363 generated code. We do this by calling the JIT's ``lookup`` method, and passing
364 the name of the top-level expression function: ``__anon_expr``. Since we just
365 added this function, we assert that ``lookup`` returned a result.
367 Next, we get the in-memory address of the ``__anon_expr`` function by calling
368 ``getAddress()`` on the symbol. Recall that we compile top-level expressions
369 into a self-contained LLVM function that takes no arguments and returns the
370 computed double. Because the LLVM JIT compiler matches the native platform ABI,
371 this means that you can just cast the result pointer to a function pointer of
372 that type and call it directly. This means, there is no difference between JIT
373 compiled code and native machine code that is statically linked into your
374 application.
376 Finally, since we don't support re-evaluation of top-level expressions, we
377 remove the module from the JIT when we're done to free the associated memory.
378 Recall, however, that the module we created a few lines earlier (via
379 ``InitializeModuleAndPassManager``) is still open and waiting for new code to be
380 added.
382 With just these two changes, let's see how Kaleidoscope works now!
386     ready> 4+5;
387     Read top-level expression:
388     define double @0() {
389     entry:
390       ret double 9.000000e+00
391     }
393     Evaluated to 9.000000
395 Well this looks like it is basically working. The dump of the function
396 shows the "no argument function that always returns double" that we
397 synthesize for each top-level expression that is typed in. This
398 demonstrates very basic functionality, but can we do more?
402     ready> def testfunc(x y) x + y*2;
403     Read function definition:
404     define double @testfunc(double %x, double %y) {
405     entry:
406       %multmp = fmul double %y, 2.000000e+00
407       %addtmp = fadd double %multmp, %x
408       ret double %addtmp
409     }
411     ready> testfunc(4, 10);
412     Read top-level expression:
413     define double @1() {
414     entry:
415       %calltmp = call double @testfunc(double 4.000000e+00, double 1.000000e+01)
416       ret double %calltmp
417     }
419     Evaluated to 24.000000
421     ready> testfunc(5, 10);
422     ready> LLVM ERROR: Program used external function 'testfunc' which could not be resolved!
425 Function definitions and calls also work, but something went very wrong on that
426 last line. The call looks valid, so what happened? As you may have guessed from
427 the API a Module is a unit of allocation for the JIT, and testfunc was part
428 of the same module that contained anonymous expression. When we removed that
429 module from the JIT to free the memory for the anonymous expression, we deleted
430 the definition of ``testfunc`` along with it. Then, when we tried to call
431 testfunc a second time, the JIT could no longer find it.
433 The easiest way to fix this is to put the anonymous expression in a separate
434 module from the rest of the function definitions. The JIT will happily resolve
435 function calls across module boundaries, as long as each of the functions called
436 has a prototype, and is added to the JIT before it is called. By putting the
437 anonymous expression in a different module we can delete it without affecting
438 the rest of the functions.
440 In fact, we're going to go a step further and put every function in its own
441 module. Doing so allows us to exploit a useful property of the KaleidoscopeJIT
442 that will make our environment more REPL-like: Functions can be added to the
443 JIT more than once (unlike a module where every function must have a unique
444 definition). When you look up a symbol in KaleidoscopeJIT it will always return
445 the most recent definition:
449     ready> def foo(x) x + 1;
450     Read function definition:
451     define double @foo(double %x) {
452     entry:
453       %addtmp = fadd double %x, 1.000000e+00
454       ret double %addtmp
455     }
457     ready> foo(2);
458     Evaluated to 3.000000
460     ready> def foo(x) x + 2;
461     define double @foo(double %x) {
462     entry:
463       %addtmp = fadd double %x, 2.000000e+00
464       ret double %addtmp
465     }
467     ready> foo(2);
468     Evaluated to 4.000000
471 To allow each function to live in its own module we'll need a way to
472 re-generate previous function declarations into each new module we open:
474 .. code-block:: c++
476     static std::unique_ptr<KaleidoscopeJIT> TheJIT;
478     ...
480     Function *getFunction(std::string Name) {
481       // First, see if the function has already been added to the current module.
482       if (auto *F = TheModule->getFunction(Name))
483         return F;
485       // If not, check whether we can codegen the declaration from some existing
486       // prototype.
487       auto FI = FunctionProtos.find(Name);
488       if (FI != FunctionProtos.end())
489         return FI->second->codegen();
491       // If no existing prototype exists, return null.
492       return nullptr;
493     }
495     ...
497     Value *CallExprAST::codegen() {
498       // Look up the name in the global module table.
499       Function *CalleeF = getFunction(Callee);
501     ...
503     Function *FunctionAST::codegen() {
504       // Transfer ownership of the prototype to the FunctionProtos map, but keep a
505       // reference to it for use below.
506       auto &P = *Proto;
507       FunctionProtos[Proto->getName()] = std::move(Proto);
508       Function *TheFunction = getFunction(P.getName());
509       if (!TheFunction)
510         return nullptr;
513 To enable this, we'll start by adding a new global, ``FunctionProtos``, that
514 holds the most recent prototype for each function. We'll also add a convenience
515 method, ``getFunction()``, to replace calls to ``TheModule->getFunction()``.
516 Our convenience method searches ``TheModule`` for an existing function
517 declaration, falling back to generating a new declaration from FunctionProtos if
518 it doesn't find one. In ``CallExprAST::codegen()`` we just need to replace the
519 call to ``TheModule->getFunction()``. In ``FunctionAST::codegen()`` we need to
520 update the FunctionProtos map first, then call ``getFunction()``. With this
521 done, we can always obtain a function declaration in the current module for any
522 previously declared function.
524 We also need to update HandleDefinition and HandleExtern:
526 .. code-block:: c++
528     static void HandleDefinition() {
529       if (auto FnAST = ParseDefinition()) {
530         if (auto *FnIR = FnAST->codegen()) {
531           fprintf(stderr, "Read function definition:");
532           FnIR->print(errs());
533           fprintf(stderr, "\n");
534           ExitOnErr(TheJIT->addModule(
535               ThreadSafeModule(std::move(TheModule), std::move(TheContext))));
536           InitializeModuleAndPassManager();
537         }
538       } else {
539         // Skip token for error recovery.
540          getNextToken();
541       }
542     }
544     static void HandleExtern() {
545       if (auto ProtoAST = ParseExtern()) {
546         if (auto *FnIR = ProtoAST->codegen()) {
547           fprintf(stderr, "Read extern: ");
548           FnIR->print(errs());
549           fprintf(stderr, "\n");
550           FunctionProtos[ProtoAST->getName()] = std::move(ProtoAST);
551         }
552       } else {
553         // Skip token for error recovery.
554         getNextToken();
555       }
556     }
558 In HandleDefinition, we add two lines to transfer the newly defined function to
559 the JIT and open a new module. In HandleExtern, we just need to add one line to
560 add the prototype to FunctionProtos.
562 .. warning::
563     Duplication of symbols in separate modules is not allowed since LLVM-9. That means you can not redefine function in your Kaleidoscope as its shown below. Just skip this part.
565     The reason is that the newer OrcV2 JIT APIs are trying to stay very close to the static and dynamic linker rules, including rejecting duplicate symbols. Requiring symbol names to be unique allows us to support concurrent compilation for symbols using the (unique) symbol names as keys for tracking.
567 With these changes made, let's try our REPL again (I removed the dump of the
568 anonymous functions this time, you should get the idea by now :) :
572     ready> def foo(x) x + 1;
573     ready> foo(2);
574     Evaluated to 3.000000
576     ready> def foo(x) x + 2;
577     ready> foo(2);
578     Evaluated to 4.000000
580 It works!
582 Even with this simple code, we get some surprisingly powerful capabilities -
583 check this out:
587     ready> extern sin(x);
588     Read extern:
589     declare double @sin(double)
591     ready> extern cos(x);
592     Read extern:
593     declare double @cos(double)
595     ready> sin(1.0);
596     Read top-level expression:
597     define double @2() {
598     entry:
599       ret double 0x3FEAED548F090CEE
600     }
602     Evaluated to 0.841471
604     ready> def foo(x) sin(x)*sin(x) + cos(x)*cos(x);
605     Read function definition:
606     define double @foo(double %x) {
607     entry:
608       %calltmp = call double @sin(double %x)
609       %multmp = fmul double %calltmp, %calltmp
610       %calltmp2 = call double @cos(double %x)
611       %multmp4 = fmul double %calltmp2, %calltmp2
612       %addtmp = fadd double %multmp, %multmp4
613       ret double %addtmp
614     }
616     ready> foo(4.0);
617     Read top-level expression:
618     define double @3() {
619     entry:
620       %calltmp = call double @foo(double 4.000000e+00)
621       ret double %calltmp
622     }
624     Evaluated to 1.000000
626 Whoa, how does the JIT know about sin and cos? The answer is surprisingly
627 simple: The KaleidoscopeJIT has a straightforward symbol resolution rule that
628 it uses to find symbols that aren't available in any given module: First
629 it searches all the modules that have already been added to the JIT, from the
630 most recent to the oldest, to find the newest definition. If no definition is
631 found inside the JIT, it falls back to calling "``dlsym("sin")``" on the
632 Kaleidoscope process itself. Since "``sin``" is defined within the JIT's
633 address space, it simply patches up calls in the module to call the libm
634 version of ``sin`` directly. But in some cases this even goes further:
635 as sin and cos are names of standard math functions, the constant folder
636 will directly evaluate the function calls to the correct result when called
637 with constants like in the "``sin(1.0)``" above.
639 In the future we'll see how tweaking this symbol resolution rule can be used to
640 enable all sorts of useful features, from security (restricting the set of
641 symbols available to JIT'd code), to dynamic code generation based on symbol
642 names, and even lazy compilation.
644 One immediate benefit of the symbol resolution rule is that we can now extend
645 the language by writing arbitrary C++ code to implement operations. For example,
646 if we add:
648 .. code-block:: c++
650     #ifdef _WIN32
651     #define DLLEXPORT __declspec(dllexport)
652     #else
653     #define DLLEXPORT
654     #endif
656     /// putchard - putchar that takes a double and returns 0.
657     extern "C" DLLEXPORT double putchard(double X) {
658       fputc((char)X, stderr);
659       return 0;
660     }
662 Note, that for Windows we need to actually export the functions because
663 the dynamic symbol loader will use ``GetProcAddress`` to find the symbols.
665 Now we can produce simple output to the console by using things like:
666 "``extern putchard(x); putchard(120);``", which prints a lowercase 'x'
667 on the console (120 is the ASCII code for 'x'). Similar code could be
668 used to implement file I/O, console input, and many other capabilities
669 in Kaleidoscope.
671 This completes the JIT and optimizer chapter of the Kaleidoscope
672 tutorial. At this point, we can compile a non-Turing-complete
673 programming language, optimize and JIT compile it in a user-driven way.
674 Next up we'll look into `extending the language with control flow
675 constructs <LangImpl05.html>`_, tackling some interesting LLVM IR issues
676 along the way.
678 Full Code Listing
679 =================
681 Here is the complete code listing for our running example, enhanced with
682 the LLVM JIT and optimizer. To build this example, use:
684 .. code-block:: bash
686     # Compile
687     clang++ -g toy.cpp `llvm-config --cxxflags --ldflags --system-libs --libs core orcjit native` -O3 -o toy
688     # Run
689     ./toy
691 If you are compiling this on Linux, make sure to add the "-rdynamic"
692 option as well. This makes sure that the external functions are resolved
693 properly at runtime.
695 Here is the code:
697 .. literalinclude:: ../../../examples/Kaleidoscope/Chapter4/toy.cpp
698    :language: c++
700 `Next: Extending the language: control flow <LangImpl05.html>`_