Flang:LLVM Fortran 前端简介

文章目录

Fortran定义

  • 高性能计算(HPC)中的流行语言
  • 大量遗留代码
  • 用途
    天气预报(WRF、UM)、数值模拟/建模
    库:LAPACK、BLAS
  • Fortran程序员通常期望,过去成功编译过的代码将继续无限期地编译并正常运行。

处理流程

Preprocess

将代码转换为"已处理"的字符流。

展开宏,规范化字符大小写。

提供每个字符的来源映射信息,即追踪每个字符来自何处。

Parse

递归下降解析(Recursive Descent Parsing)

采用 ISO 标准 Fortran 2018 作为主要定义

接受来自 Fortran 前版本的功能,以及虽然未在规范中明确列出但已知正在使用中的功能。

Semantic Analysis

检查标准中提到的规则/约束

标签解析(goto 语句、带标签的 DO 语句到无标签的 DO 语句)

解析名称(名称、符号,填充解析树中的 parser::Name::symbol 和其他字段)

检查 DO CONCURRENT 约束

分析表达式和赋值

生成模块文件

降级以生成 Fortran IR(MLIR 的一种方言)

module file

以 Fortran 源代码形式存储

  • 包含头部信息(包含魔术数、版本号、校验和)
  • 包含实体声明的主体部分

无需预处理

参见 docs/ModFiles.md

FIR和OpenMP

MLIR

基于 MLIR 的 FIR

  • FIR(Fortran Intermediate Representation)建模了 Fortran 语言,但不表示 OpenMP 构造。

因此 OpenMP 有自己的 MLIR

  • OpenMP 使用自己的 MLIR 表示其特定的并行构造。

共同框架,不同功能

  • MLIR 提供了一个通用的框架,但不同的语言或特性(如 Fortran 和 OpenMP)在其上实现各自的功能。

OpenMP IRBuilder

  • OpenMP 使用专门的 IRBuilder 来构建其中间表示(IR)。

复用 Clang 的代码生成器

  • 利用 Clang 已有的代码生成器来处理 OpenMP 构造。

重构 Clang 中的 OpenMP 代码生成器并移至 LLVM 目录

  • 将 Clang 中与 OpenMP 相关的代码生成逻辑进行重构,并将其移动到 LLVM 的目录中。

OpenMP



OpenACC

从解析器(功能完整)开发到运行时

使用 OpenACC MLIR 方言

  • 尚未完成

将解析树降级为 MLIR

  • 在 fir-dev 分支中

商业版Fortran

·

Reference

Flang:TheFortranfrontendofLLVM

参考

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