0.2. 컴파일 파이프라인
rok 컴파일러를 본 사양에서는 rokc 라고 부릅니다. rokc 는 LLVM, MLIR, lld 를 내장하며, 소스에서 링크된 바이너리까지 파이프라인 전체를 프로세스 안에서 실행합니다.
0.2.1. 단계
전체 흐름은 다음과 같습니다.
source code
│
▼
rok-hir (High-level IR - pre type inference, user code structure preserved)
│
▼
rok-mir (Mid-level IR - monomorphized / operators desugared, all types fixed)
│
▼
standard MLIR (upstream MLIR dialects - `func`, `arith`, `scf`, ...) -O1 이상
│
▼
LLVM IR → native object → lld
-O0 (빌드와 REPL) 에서는 rok-mir 가 rok 의 native backend 를 거쳐 곧바로 기계어가 됩니다 (0.2.4).
rok-hir 는 고수준 IR 이며, 타입 추론 이전 단계로서 사용자 코드 구조를 그대로 유지합니다. rok-mir 는 중간 IR 로서, 단형화와 연산자 desugar 가 완료되고 모든 타입이 확정된 형태입니다. standard MLIR 은 upstream MLIR 다이얼렉트를 뜻합니다. 마지막으로 LLVM IR 과 네이티브 코드가 산출됩니다.
0.2.2. 단방향 가시성
각 단계는 직전 단계만을 바라봅니다. rok-hir 생성기는 오직 소스만을 참조합니다. rok-mir 생성기는 rok-hir 만을 참조합니다. 그리고 MLIR 방출기는 rok-mir 만을 참조합니다.
따라서 상위 단계의 결과를 아래 단계에서 다시 참고하지 않습니다. 사양 문서 또한 같은 규칙을 따르며, 번호가 작은 파일은 번호가 큰 파일을 참조하지 않습니다.
0.2.3. 표준 MLIR 다이얼렉트만 사용
rok 전용 MLIR 다이얼렉트는 별도로 정의하지 않습니다. 사용하는 다이얼렉트는 모두 upstream MLIR 의 공식 다이얼렉트입니다.
| 다이얼렉트 | 용도 |
|---|---|
func | 함수 정의 / 호출 |
arith | 정수 / 부동소수 산술 / 비교 |
scf | 구조적 제어흐름 (if / for / while) |
cf | 비구조적 분기 (switch, cond_br) |
index | 인덱스 타입 연산 |
math | 수학 함수 |
llvm | 저수준 op (intrinsic, struct) |
이러한 선택은 다음과 같은 사항을 보장합니다. 먼저, upstream MLIR 의 개선이 자동으로 rok 에 흘러들어옵니다. 또한 IREE, Enzyme, Triton 같은 외부 MLIR 기반 도구와 자연스럽게 상호운용합니다. 마지막으로, 자체 다이얼렉트의 등록과 유지보수에 드는 비용이 발생하지 않습니다.
그 대신 rok 의 고차원 의미를 표준 다이얼렉트로 떨어뜨리는 책임이 컴파일러, 특히 rok-mir → MLIR 단계로 모이게 됩니다. 이는 의도된 부담입니다. 파이프라인 끝단의 선택지를 닫지 않기 위해 부담을 안쪽으로 옮긴 결과입니다.
0.2.4. Backends
rokc 에는 코드 생성기가 둘 있습니다. 둘 다 rok-mir 를 입력으로 받고 같은 런타임 ABI (8) 를 따르므로, 그 object 들은 함께 링크됩니다.
| Backend | 쓰이는 곳 | 경로 |
|---|---|---|
| native | -O0 빌드와 REPL 셀 | rok-mir → 기계어 |
| MLIR → LLVM | -O1 이상 | rok-mir → MLIR → LLVM IR → 최적화된 object |
LLVM, MLIR, lld 는 rokc 의 일부입니다. 외부 LLVM 도구를 실행하지 않으며 사용자는 LLVM 을 설치하지 않습니다. macOS 대상은 SDK 를 위해 Xcode Command Line Tools 가 필요합니다. 크로스 컴파일은 내장되어 있습니다: --target <triple> 은 어느 host 에서나 동작하고, toolchain 은 지원하는 Linux 대상의 C 라이브러리 (musl, glibc link stub) 를 함께 제공하므로 Linux 대상에는 sysroot 가 필요 없습니다. C 헤더는 없습니다: rok 은 C 를 컴파일하지 않습니다. Windows 대상은 toolchain 이 가진 module definition 으로 만든 import library 와 UCRT 에 대해 링크하며, MSVC 도구나 Windows SDK 가 필요 없습니다. Apple 대상은 재배포할 수 없는 macOS SDK (Xcode Command Line Tools) 가 필요합니다 (9.2.14, 0.6). --emit=mlir / --emit=llvmir 는 중간 형태를 내보냅니다 (9.9.1).