Revert "Move HIP fatbin sections farther away from .text"
[llvm-project.git] / mlir / docs / DefiningDialects / _index.md
blob5196092dfbda114be8a4a67e355a593f14abf883
1 # Defining Dialects
3 This document describes how to define [Dialects](../LangRef.md/#dialects).
5 [TOC]
7 ## LangRef Refresher
9 Before diving into how to define these constructs, below is a quick refresher
10 from the [MLIR LangRef](../LangRef.md).
12 Dialects are the mechanism by which to engage with and extend the MLIR
13 ecosystem. They allow for defining new [attributes](../LangRef.md/#attributes),
14 [operations](../LangRef.md/#operations), and [types](../LangRef.md/#type-system).
15 Dialects are used to model a variety of different abstractions; from traditional
16 [arithmetic](../Dialects/ArithOps.md) to
17 [pattern rewrites](../Dialects/PDLOps.md); and is one of the most fundamental
18 aspects of MLIR.
20 ## Defining a Dialect
22 At the most fundamental level, defining a dialect in MLIR is as simple as
23 specializing the
24 [C++ `Dialect` class](https://github.com/llvm/llvm-project/blob/main/mlir/include/mlir/IR/Dialect.h).
25 That being said, MLIR provides a powerful declaratively specification mechanism via
26 [TableGen](https://llvm.org/docs/TableGen/index.html); a generic language with
27 tooling to maintain records of domain-specific information; that simplifies the
28 definition process by automatically generating all of the necessary boilerplate
29 C++ code, significantly reduces maintainence burden when changing aspects of dialect
30 definitions, and also provides additional tools on top (such as
31 documentation generation). Given the above, the declarative specification is the
32 expected mechanism for defining new dialects, and is the method detailed within
33 this document. Before continuing, it is highly recommended that users review the
34 [TableGen Programmer's Reference](https://llvm.org/docs/TableGen/ProgRef.html)
35 for an introduction to its syntax and constructs.
37 Below showcases an example simple Dialect definition. We generally recommend defining
38 the Dialect class in a different `.td` file from the attributes, operations, types,
39 and other sub-components of the dialect to establish a proper layering between
40 the various different dialect components. It also prevents situations where you may
41 inadvertantly generate multiple definitions for some constructs. This recommendation
42 extends to all of the MLIR constructs, including [Interfaces](../Interfaces.md) for example.
44 ```tablegen
45 // Include the definition of the necessary tablegen constructs for defining
46 // our dialect. 
47 include "mlir/IR/DialectBase.td"
49 // Here is a simple definition of a dialect.
50 def MyDialect : Dialect {
51   let summary = "A short one line description of my dialect.";
52   let description = [{
53     My dialect is a very important dialect. This section contains a much more
54     detailed description that documents all of the important pieces of information
55     to know about the document.
56   }];
58   /// This is the namespace of the dialect. It is used to encapsulate the sub-components
59   /// of the dialect, such as operations ("my_dialect.foo").
60   let name = "my_dialect";
62   /// The C++ namespace that the dialect, and its sub-components, get placed in.
63   let cppNamespace = "::my_dialect";
65 ```
67 The above showcases a very simple description of a dialect, but dialects have lots
68 of other capabilities that you may or may not need to utilize.
70 ### Initialization
72 Every dialect must implement an initialization hook to add attributes, operations, types,
73 attach any desired interfaces, or perform any other necessary initialization for the
74 dialect that should happen on construction. This hook is declared for every dialect to
75 define, and has the form:
77 ```c++
78 void MyDialect::initialize() {
79   // Dialect initialization logic should be defined in here.
81 ```
83 ### Documentation
85 The `summary` and `description` fields allow for providing user documentation
86 for the dialect. The `summary` field expects a simple single-line string, with the
87 `description` field used for long and extensive documentation. This documentation can be 
88 used to generate markdown documentation for the dialect and is used by upstream
89 [MLIR dialects](https://mlir.llvm.org/docs/Dialects/).
91 ### Class Name
93 The name of the C++ class which gets generated is the same as the name of our TableGen
94 dialect definition, but with any `_` characters stripped out. This means that if you name
95 your dialect `Foo_Dialect`, the generated C++ class would be `FooDialect`. In the example
96 above, we would get a C++ dialect named `MyDialect`.
98 ### C++ Namespace
100 The namespace that the C++ class for our dialect, and all of its sub-components, is placed
101 under is specified by the `cppNamespace` field. By default, uses the name of the dialect as
102 the only namespace. To avoid placing in any namespace, use `""`. To specify nested namespaces,
103 use `"::"` as the delimiter between namespace, e.g., given `"A::B"`, C++ classes will be placed
104 within: `namespace A { namespace B { <classes> } }`.
106 Note that this works in conjunction with the dialect's C++ code. Depending on how the generated files
107 are included, you may want to specify a full namespace path or a partial one. In general, it's best
108 to use full namespaces whenever you can. This makes it easier for dialects within different namespaces,
109 and projects, to interact with each other.
111 ### C++ Accessor Generation
113 When generating accessors for dialects and their components (attributes, operations, types, etc.),
114 we prefix the name with `get` and `set` respectively, and transform `snake_style` names to camel
115 case (`UpperCamel` when prefixed, and `lowerCamel` for individual variable names). For example, if an
116 operation were defined as:
118 ```tablegen
119 def MyOp : MyDialect<"op"> {
120   let arguments = (ins StrAttr:$value, StrAttr:$other_value);
124 It would have accessors generated for the `value` and `other_value` attributes as follows:
126 ```c++
127 StringAttr MyOp::getValue();
128 void MyOp::setValue(StringAttr newValue);
130 StringAttr MyOp::getOtherValue();
131 void MyOp::setOtherValue(StringAttr newValue);
134 ### Dependent Dialects
136 MLIR has a very large ecosystem, and contains dialects that serve many different purposes. It
137 is quite common, given the above, that dialects may want to reuse certain components from other
138 dialects. This may mean generating operations from those dialects during canonicalization, reusing
139 attributes or types, etc. When a dialect has a dependency on another, i.e. when it constructs and/or
140 generally relies on the components of another dialect, a dialect dependency should be explicitly
141 recorded. An explicitly dependency ensures that dependent dialects are loaded alongside the
142 dialect. Dialect dependencies can be recorded using the `dependentDialects` dialects field:
144 ```tablegen
145 def MyDialect : Dialect {
146   // Here we register the Arithmetic and Func dialect as dependencies of our `MyDialect`.
147   let dependentDialects = [
148     "arith::ArithDialect",
149     "func::FuncDialect"
150   ];
154 ### Extra declarations
156 The declarative Dialect definitions try to auto-generate as much logic and methods
157 as possible. With that said, there will always be long-tail cases that won't be covered.
158 For such cases, `extraClassDeclaration` can be used. Code within the `extraClassDeclaration`
159 field will be copied literally to the generated C++ Dialect class.
161 Note that `extraClassDeclaration` is a mechanism intended for long-tail cases by
162 power users; for not-yet-implemented widely-applicable cases, improving the
163 infrastructure is preferable.
165 ### `hasConstantMaterializer`: Materializing Constants from Attributes
167 This field is utilized to materialize a constant operation from an `Attribute` value and
168 a `Type`. This is generally used when an operation within this dialect has been folded,
169 and a constant operation should be generated. `hasConstantMaterializer` is used to enable
170 materialization, and the `materializeConstant` hook is declared on the dialect. This
171 hook takes in an `Attribute` value, generally returned by `fold`, and produces a
172 "constant-like" operation that materializes that value. See the
173 [documentation for canonicalization](../Canonicalization.md) for a more in-depth
174 introduction to `folding` in MLIR.
176 Constant materialization logic can then be defined in the source file:
178 ```c++
179 /// Hook to materialize a single constant operation from a given attribute value
180 /// with the desired resultant type. This method should use the provided builder
181 /// to create the operation without changing the insertion position. The
182 /// generated operation is expected to be constant-like. On success, this hook
183 /// should return the operation generated to represent the constant value.
184 /// Otherwise, it should return nullptr on failure.
185 Operation *MyDialect::materializeConstant(OpBuilder &builder, Attribute value,
186                                           Type type, Location loc) {
187   ...
191 ### `hasNonDefaultDestructor`: Providing a custom destructor
193 This field should be used when the Dialect class has a custom destructor, i.e.
194 when the dialect has some special logic to be run in the `~MyDialect`. In this case,
195 only the declaration of the destructor is generated for the Dialect class.
197 ### Discardable Attribute Verification
199 As described by the [MLIR Language Reference](../LangRef.md/#attributes),
200 *discardable attribute* are a type of attribute that has its semantics defined
201 by the dialect whose name prefixes that of the attribute. For example, if an
202 operation has an attribute named `gpu.contained_module`, the `gpu` dialect
203 defines the semantics and invariants, such as when and where it is valid to use,
204 of that attribute. To hook into this verification for attributes that are prefixed
205 by our dialect, several hooks on the Dialect may be used:
207 #### `hasOperationAttrVerify`
209 This field generates the hook for verifying when a discardable attribute of this dialect
210 has been used within the attribute dictionary of an operation. This hook has the form:
212 ```c++
213 /// Verify the use of the given attribute, whose name is prefixed by the namespace of this
214 /// dialect, that was used in `op`s dictionary.
215 LogicalResult MyDialect::verifyOperationAttribute(Operation *op, NamedAttribute attribute);
218 #### `hasRegionArgAttrVerify`
220 This field generates the hook for verifying when a discardable attribute of this dialect
221 has been used within the attribute dictionary of a region entry block argument. Note that
222 the block arguments of a region entry block do not themselves have attribute dictionaries,
223 but some operations may provide special dictionary attributes that correspond to the arguments
224 of a region. For example, operations that implement `FunctionOpInterface` may have attribute
225 dictionaries on the operation that correspond to the arguments of entry block of the function.
226 In these cases, those operations will invoke this hook on the dialect to ensure the attribute
227 is verified. The hook necessary for the dialect to implement has the form:
229 ```c++
230 /// Verify the use of the given attribute, whose name is prefixed by the namespace of this
231 /// dialect, that was used on the attribute dictionary of a region entry block argument.
232 /// Note: As described above, when a region entry block has a dictionary is up to the individual
233 /// operation to define. 
234 LogicalResult MyDialect::verifyRegionArgAttribute(Operation *op, unsigned regionIndex,
235                                                   unsigned argIndex, NamedAttribute attribute);
238 #### `hasRegionResultAttrVerify`
240 This field generates the hook for verifying when a discardable attribute of this dialect
241 has been used within the attribute dictionary of a region result. Note that the results of a
242 region do not themselves have attribute dictionaries, but some operations may provide special
243 dictionary attributes that correspond to the results of a region. For example, operations that
244 implement `FunctionOpInterface` may have attribute dictionaries on the operation that correspond
245 to the results of the function. In these cases, those operations will invoke this hook on the
246 dialect to ensure the attribute is verified. The hook necessary for the dialect to implement
247 has the form:
249 ```c++
250 /// Generate verification for the given attribute, whose name is prefixed by the namespace
251 /// of this dialect, that was used on the attribute dictionary of a region result.
252 /// Note: As described above, when a region entry block has a dictionary is up to the individual
253 /// operation to define. 
254 LogicalResult MyDialect::verifyRegionResultAttribute(Operation *op, unsigned regionIndex,
255                                                      unsigned argIndex, NamedAttribute attribute);
258 ### Operation Interface Fallback
260 Some dialects have an open ecosystem and don't register all of the possible operations. In such
261 cases it is still possible to provide support for implementing an `OpInterface` for these 
262 operations. When an operation isn't registered or does not provide an implementation for an 
263 interface, the query will fallback to the dialect itself. The `hasOperationInterfaceFallback`
264 field may be used to declare this fallback for operations:
266 ```c++
267 /// Return an interface model for the interface with the given `typeId` for the operation
268 /// with the given name.
269 void *MyDialect::getRegisteredInterfaceForOp(TypeID typeID, StringAttr opName);
272 For a more detail description of the expected usages of this hook, view the detailed 
273 [interface documentation](../Interfaces.md/#dialect-fallback-for-opinterface).
275 ### Default Attribute/Type Parsers and Printers 
277 When a dialect registers an Attribute or Type, it must also override the respective
278 `Dialect::parseAttribute`/`Dialect::printAttribute` or
279 `Dialect::parseType`/`Dialect::printType` methods. In these cases, the dialect must
280 explicitly handle the parsing and printing of each individual attribute or type within
281 the dialect. If all of the attributes and types of the dialect provide a mnemonic,
282 however, these methods may be autogenerated by using the
283 `useDefaultAttributePrinterParser` and `useDefaultTypePrinterParser` fields. By default,
284 these fields are set to `1`(enabled), meaning that if a dialect needs to explicitly handle the
285 parser and printer of its Attributes and Types it should set these to `0` as necessary.
287 ### Dialect-wide Canonicalization Patterns
289 Generally, [canonicalization](../Canonicalization.md) patterns are specific to individual 
290 operations within a dialect. There are some cases, however, that prompt canonicalization
291 patterns to be added to the dialect-level. For example, if a dialect defines a canonicalization
292 pattern that operates on an interface or trait, it can be beneficial to only add this pattern
293 once, instead of duplicating per-operation that implements that interface. To enable the
294 generation of this hook, the `hasCanonicalizer` field may be used. This will declare
295 the `getCanonicalizationPatterns` method on the dialect, which has the form:
297 ```c++
298 /// Return the canonicalization patterns for this dialect:
299 void MyDialect::getCanonicalizationPatterns(RewritePatternSet &results) const;
302 See the documentation for [Canonicalization in MLIR](../Canonicalization.md) for
303 a more detailed description about canonicalization patterns.
305 ### Defining bytecode format for dialect attributes and types
307 By default bytecode serialization of dialect attributes and types uses the
308 regular textual format. Dialects can define a more compact bytecode format for
309 the attributes and types in dialect by defining & attaching
310 `BytecodeDialectInterface` to the dialect. Basic support for generating
311 readers/writers for the bytecode dialect interface can be generated using ODS's
312 `-gen-bytecode`. The rest of the section will show an example.
314 One can define the printing and parsing for a type in dialect `Foo` as follow:
316 ```td
317 include "mlir/IR/BytecodeBase.td"
319 let cType = "MemRefType" in {
320 // Written in pseudo code showing the lowered encoding:
321 //   ///   MemRefType {
322 //   ///     shape: svarint[],
323 //   ///     elementType: Type,
324 //   ///     layout: Attribute
325 //   ///   }
326 //   ///
327 // and the enum value:
328 //   kMemRefType = 1,
330 // The corresponding definition in the ODS generator:
331 def MemRefType : DialectType<(type
332   Array<SignedVarInt>:$shape,
333   Type:$elementType,
334   MemRefLayout:$layout
335 )> {
336   let printerPredicate = "!$_val.getMemorySpace()";
339 //   ///   MemRefTypeWithMemSpace {
340 //   ///     memorySpace: Attribute,
341 //   ///     shape: svarint[],
342 //   ///     elementType: Type,
343 //   ///     layout: Attribute
344 //   ///   }
345 //   /// Variant of MemRefType with non-default memory space.
346 //   kMemRefTypeWithMemSpace = 2,
347 def MemRefTypeWithMemSpace : DialectType<(type
348   Attribute:$memorySpace,
349   Array<SignedVarInt>:$shape,
350   Type:$elementType,
351   MemRefLayout:$layout
352 )> {
353   let printerPredicate = "!!$_val.getMemorySpace()";
354   // Note: order of serialization does not match order of builder.
355   let cBuilder = "get<$_resultType>(context, shape, elementType, layout, memorySpace)";
359 def FooDialectTypes : DialectTypes<"Foo"> {
360   let elems = [
361     ReservedOrDead,         // assigned index 0
362     MemRefType,             // assigned index 1
363     MemRefTypeWithMemSpace, // assigned index 2
364     ...
365   ];
370 Here we have:
372 *   An outer most `cType` as we are representing encoding one C++ type using two
373     different variants.
374 *   The different `DialectType` instances are differentiated in printing by the
375     printer predicate while parsing the different variant is already encoded and
376     different builder functions invoked.
377 *   Custom `cBuilder` is specified as the way its laid out on disk in the
378     bytecode doesn't match the order of arguments to the build methods of the
379     type.
380 *   Many of the common dialect bytecode reading and writing atoms (such as
381     `VarInt`, `SVarInt`, `Blob`) are defined in `BytecodeBase` while one can
382     also define custom forms or combine via `CompositeBytecode` instances.
383 *   `ReservedOrDead` is a special keyword to indicate a skipped enum instance
384     for which no read/write or dispatch code is generated.
385 *   `Array` is a helper method for which during printing a list is serialized
386     (e.g., a varint of number of items followed by said number of items) or
387     parsed.
389 The generated code consists of a four standalone methods with which the
390 following interface can define the bytecode dialect interface:
392 ```c++
393 #include "mlir/Dialect/Foo/FooDialectBytecode.cpp.inc"
395 struct FooDialectBytecodeInterface : public BytecodeDialectInterface {
396   FooDialectBytecodeInterface(Dialect *dialect)
397       : BytecodeDialectInterface(dialect) {}
399   //===--------------------------------------------------------------------===//
400   // Attributes
402   Attribute readAttribute(DialectBytecodeReader &reader) const override {
403     return ::readAttribute(getContext(), reader);
404   }
406   LogicalResult writeAttribute(Attribute attr,
407                                DialectBytecodeWriter &writer) const override {
408     return ::writeAttribute(attr, writer);
409   }
411   //===--------------------------------------------------------------------===//
412   // Types
414   Type readType(DialectBytecodeReader &reader) const override {
415     return ::readType(getContext(), reader);
416   }
418   LogicalResult writeType(Type type,
419                           DialectBytecodeWriter &writer) const override {
420     return ::writeType(type, writer);
421   }
425 along with defining the corresponding build rules to invoke generator
426 (`-gen-bytecode -bytecode-dialect="Quant"`).
428 ## Defining an Extensible dialect
430 This section documents the design and API of the extensible dialects. Extensible
431 dialects are dialects that can be extended with new operations and types defined
432 at runtime. This allows for users to define dialects via with meta-programming,
433 or from another language, without having to recompile C++ code.
435 ### Defining an extensible dialect
437 Dialects defined in C++ can be extended with new operations, types, etc., at
438 runtime by inheriting from `mlir::ExtensibleDialect` instead of `mlir::Dialect`
439 (note that `ExtensibleDialect` inherits from `Dialect`). The `ExtensibleDialect`
440 class contains the necessary fields and methods to extend the dialect at
441 runtime.
443 ```c++
444 class MyDialect : public mlir::ExtensibleDialect {
445     ...
449 For dialects defined in TableGen, this is done by setting the `isExtensible`
450 flag to `1`.
452 ```tablegen
453 def Test_Dialect : Dialect {
454   let isExtensible = 1;
455   ...
459 An extensible `Dialect` can be casted back to `ExtensibleDialect` using
460 `llvm::dyn_cast`, or `llvm::cast`:
462 ```c++
463 if (auto extensibleDialect = llvm::dyn_cast<ExtensibleDialect>(dialect)) {
464     ...
468 ### Defining a dynamic dialect
470 Dynamic dialects are extensible dialects that can be defined at runtime. They
471 are only populated with dynamic operations, types, and attributes. They can be
472 registered in a `DialectRegistry` with `insertDynamic`.
474 ```c++
475 auto populateDialect = [](MLIRContext *ctx, DynamicDialect* dialect) {
476   // Code that will be ran when the dynamic dialect is created and loaded.
477   // For instance, this is where we register the dynamic operations, types, and
478   // attributes of the dialect.
479   ...
482 registry.insertDynamic("dialectName", populateDialect);
485 Once a dynamic dialect is registered in the `MLIRContext`, it can be retrieved
486 with `getOrLoadDialect`.
488 ```c++
489 Dialect *dialect = ctx->getOrLoadDialect("dialectName");
492 ### Defining an operation at runtime
494 The `DynamicOpDefinition` class represents the definition of an operation
495 defined at runtime. It is created using the `DynamicOpDefinition::get`
496 functions. An operation defined at runtime must provide a name, a dialect in
497 which the operation will be registered in, an operation verifier. It may also
498 optionally define a custom parser and a printer, fold hook, and more.
500 ```c++
501 // The operation name, without the dialect name prefix.
502 StringRef name = "my_operation_name";
504 // The dialect defining the operation.
505 Dialect* dialect = ctx->getOrLoadDialect<MyDialect>();
507 // Operation verifier definition.
508 AbstractOperation::VerifyInvariantsFn verifyFn = [](Operation* op) {
509     // Logic for the operation verification.
510     ...
513 // Parser function definition.
514 AbstractOperation::ParseAssemblyFn parseFn =
515     [](OpAsmParser &parser, OperationState &state) {
516         // Parse the operation, given that the name is already parsed.
517         ...    
520 // Printer function
521 auto printFn = [](Operation *op, OpAsmPrinter &printer) {
522         printer << op->getName();
523         // Print the operation, given that the name is already printed.
524         ...
527 // General folder implementation, see AbstractOperation::foldHook for more
528 // information.
529 auto foldHookFn = [](Operation * op, ArrayRef<Attribute> operands, 
530                                    SmallVectorImpl<OpFoldResult> &result) {
531     ...
534 // Returns any canonicalization pattern rewrites that the operation
535 // supports, for use by the canonicalization pass.
536 auto getCanonicalizationPatterns = 
537         [](RewritePatternSet &results, MLIRContext *context) {
538     ...
541 // Definition of the operation.
542 std::unique_ptr<DynamicOpDefinition> opDef =
543     DynamicOpDefinition::get(name, dialect, std::move(verifyFn),
544         std::move(parseFn), std::move(printFn), std::move(foldHookFn),
545         std::move(getCanonicalizationPatterns));
548 Once the operation is defined, it can be registered by an `ExtensibleDialect`:
550 ```c++
551 extensibleDialect->registerDynamicOperation(std::move(opDef));
554 Note that the `Dialect` given to the operation should be the one registering
555 the operation.
557 ### Using an operation defined at runtime
559 It is possible to match on an operation defined at runtime using their names:
561 ```c++
562 if (op->getName().getStringRef() == "my_dialect.my_dynamic_op") {
563     ...
567 An operation defined at runtime can be created by instantiating an
568 `OperationState` with the operation name, and using it with a rewriter
569 (for instance a `PatternRewriter`) to create the operation.
571 ```c++
572 OperationState state(location, "my_dialect.my_dynamic_op",
573                      operands, resultTypes, attributes);
575 rewriter.createOperation(state);
578 ### Defining a type at runtime
580 Contrary to types defined in C++ or in TableGen, types defined at runtime can
581 only have as argument a list of `Attribute`.
583 Similarily to operations, a type is defined at runtime using the class
584 `DynamicTypeDefinition`, which is created using the `DynamicTypeDefinition::get`
585 functions. A type definition requires a name, the dialect that will register the
586 type, and a parameter verifier. It can also define optionally a custom parser
587 and printer for the arguments (the type name is assumed to be already
588 parsed/printed).
590 ```c++
591 // The type name, without the dialect name prefix.
592 StringRef name = "my_type_name";
594 // The dialect defining the type.
595 Dialect* dialect = ctx->getOrLoadDialect<MyDialect>();
597 // The type verifier.
598 // A type defined at runtime has a list of attributes as parameters.
599 auto verifier = [](function_ref<InFlightDiagnostic()> emitError,
600                    ArrayRef<Attribute> args) {
601     ...
604 // The type parameters parser.
605 auto parser = [](DialectAsmParser &parser,
606                  llvm::SmallVectorImpl<Attribute> &parsedParams) {
607     ...
610 // The type parameters printer.
611 auto printer =[](DialectAsmPrinter &printer, ArrayRef<Attribute> params) {
612     ...
615 std::unique_ptr<DynamicTypeDefinition> typeDef =
616     DynamicTypeDefinition::get(std::move(name), std::move(dialect),
617                                std::move(verifier), std::move(printer),
618                                std::move(parser));
621 If the printer and the parser are ommited, a default parser and printer is
622 generated with the format `!dialect.typename<arg1, arg2, ..., argN>`.
624 The type can then be registered by the `ExtensibleDialect`:
626 ```c++
627 dialect->registerDynamicType(std::move(typeDef));
630 ### Parsing types defined at runtime in an extensible dialect
632 `parseType` methods generated by TableGen can parse types defined at runtime,
633 though overriden `parseType` methods need to add the necessary support for them.
635 ```c++
636 Type MyDialect::parseType(DialectAsmParser &parser) const {
637     ...
638     
639     // The type name.
640     StringRef typeTag;
641     if (failed(parser.parseKeyword(&typeTag)))
642         return Type();
644     // Try to parse a dynamic type with 'typeTag' name.
645     Type dynType;
646     auto parseResult = parseOptionalDynamicType(typeTag, parser, dynType);
647     if (parseResult.has_value()) {
648         if (succeeded(parseResult.getValue()))
649             return dynType;
650          return Type();
651     }
652     
653     ...
657 ### Using a type defined at runtime
659 Dynamic types are instances of `DynamicType`. It is possible to get a dynamic
660 type with `DynamicType::get` and `ExtensibleDialect::lookupTypeDefinition`.
662 ```c++
663 auto typeDef = extensibleDialect->lookupTypeDefinition("my_dynamic_type");
664 ArrayRef<Attribute> params = ...;
665 auto type = DynamicType::get(typeDef, params);
668 It is also possible to cast a `Type` known to be defined at runtime to a
669 `DynamicType`.
671 ```c++
672 auto dynType = type.cast<DynamicType>();
673 auto typeDef = dynType.getTypeDef();
674 auto args = dynType.getParams();
677 ### Defining an attribute at runtime
679 Similar to types defined at runtime, attributes defined at runtime can only have
680 as argument a list of `Attribute`.
682 Similarily to types, an attribute is defined at runtime using the class
683 `DynamicAttrDefinition`, which is created using the `DynamicAttrDefinition::get`
684 functions. An attribute definition requires a name, the dialect that will
685 register the attribute, and a parameter verifier. It can also define optionally
686 a custom parser and printer for the arguments (the attribute name is assumed to
687 be already parsed/printed).
689 ```c++
690 // The attribute name, without the dialect name prefix.
691 StringRef name = "my_attribute_name";
693 // The dialect defining the attribute.
694 Dialect* dialect = ctx->getOrLoadDialect<MyDialect>();
696 // The attribute verifier.
697 // An attribute defined at runtime has a list of attributes as parameters.
698 auto verifier = [](function_ref<InFlightDiagnostic()> emitError,
699                    ArrayRef<Attribute> args) {
700     ...
703 // The attribute parameters parser.
704 auto parser = [](DialectAsmParser &parser,
705                  llvm::SmallVectorImpl<Attribute> &parsedParams) {
706     ...
709 // The attribute parameters printer.
710 auto printer =[](DialectAsmPrinter &printer, ArrayRef<Attribute> params) {
711     ...
714 std::unique_ptr<DynamicAttrDefinition> attrDef =
715     DynamicAttrDefinition::get(std::move(name), std::move(dialect),
716                                std::move(verifier), std::move(printer),
717                                std::move(parser));
720 If the printer and the parser are ommited, a default parser and printer is
721 generated with the format `!dialect.attrname<arg1, arg2, ..., argN>`.
723 The attribute can then be registered by the `ExtensibleDialect`:
725 ```c++
726 dialect->registerDynamicAttr(std::move(typeDef));
729 ### Parsing attributes defined at runtime in an extensible dialect
731 `parseAttribute` methods generated by TableGen can parse attributes defined at
732 runtime, though overriden `parseAttribute` methods need to add the necessary
733 support for them.
735 ```c++
736 Attribute MyDialect::parseAttribute(DialectAsmParser &parser,
737                                     Type type) const override {
738     ...
739     // The attribute name.
740     StringRef attrTag;
741     if (failed(parser.parseKeyword(&attrTag)))
742         return Attribute();
744     // Try to parse a dynamic attribute with 'attrTag' name.
745     Attribute dynAttr;
746     auto parseResult = parseOptionalDynamicAttr(attrTag, parser, dynAttr);
747     if (parseResult.has_value()) {
748         if (succeeded(*parseResult))
749             return dynAttr;
750          return Attribute();
751     }
754 ### Using an attribute defined at runtime
756 Similar to types, attributes defined at runtime are instances of `DynamicAttr`.
757 It is possible to get a dynamic attribute with `DynamicAttr::get` and
758 `ExtensibleDialect::lookupAttrDefinition`.
760 ```c++
761 auto attrDef = extensibleDialect->lookupAttrDefinition("my_dynamic_attr");
762 ArrayRef<Attribute> params = ...;
763 auto attr = DynamicAttr::get(attrDef, params);
766 It is also possible to cast an `Attribute` known to be defined at runtime to a
767 `DynamicAttr`.
769 ```c++
770 auto dynAttr = attr.cast<DynamicAttr>();
771 auto attrDef = dynAttr.getAttrDef();
772 auto args = dynAttr.getParams();
775 ### Implementation Details of Extensible Dialects
777 #### Extensible dialect
779 The role of extensible dialects is to own the necessary data for defined
780 operations and types. They also contain the necessary accessors to easily
781 access them.
783 In order to cast a `Dialect` back to an `ExtensibleDialect`, we implement the
784 `IsExtensibleDialect` interface to all `ExtensibleDialect`. The casting is done
785 by checking if the `Dialect` implements `IsExtensibleDialect` or not.
787 #### Operation representation and registration
789 Operations are represented in mlir using the `AbstractOperation` class. They are
790 registered in dialects the same way operations defined in C++ are registered,
791 which is by calling `AbstractOperation::insert`.
793 The only difference is that a new `TypeID` needs to be created for each
794 operation, since operations are not represented by a C++ class. This is done
795 using a `TypeIDAllocator`, which can allocate a new unique `TypeID` at runtime.
797 #### Type representation and registration
799 Unlike operations, types need to define a C++ storage class that takes care of
800 type parameters. They also need to define another C++ class to access that
801 storage. `DynamicTypeStorage` defines the storage of types defined at runtime,
802 and `DynamicType` gives access to the storage, as well as defining useful
803 functions. A `DynamicTypeStorage` contains a list of `Attribute` type
804 parameters, as well as a pointer to the type definition.
806 Types are registered using the `Dialect::addType` method, which expect a
807 `TypeID` that is generated using a `TypeIDAllocator`. The type uniquer also
808 register the type with the given `TypeID`. This mean that we can reuse our
809 single `DynamicType` with different `TypeID` to represent the different types
810 defined at runtime.
812 Since the different types defined at runtime have different `TypeID`, it is not
813 possible to use `TypeID` to cast a `Type` into a `DynamicType`. Thus, similar to
814 `Dialect`, all `DynamicType` define a `IsDynamicTypeTrait`, so casting a `Type`
815 to a `DynamicType` boils down to querying the `IsDynamicTypeTrait` trait.