好處

模式創建者只需要聲明性地指定重寫模式，而不必擔心調用具體的C++方法。
消除樣板代碼，展示重寫的核心：mlir::RewritePattern已經能夠很好地隱藏定義重寫規則的樣板代碼。但是我們仍然需要編寫C++編程語言所需的類和函數結構，檢查操作符以進行匹配，并調用操作符的build()方法進行構建。這些語句通常非常簡單且相似，因此可以進一步通過自動生成來簡化。由于我們將樣板代碼減少到最低限度，聲明性的重寫規則將只包含重寫的核心要素。這使得模式非常容易理解。

規則定義

重寫規則的核心構造是在[PatternBase.td][PatternBase]中定義的：

class Pattern<dag sourcePattern, list<dag> resultPatterns,list<dag> additionalConstraints = [],list<dag> supplementalPatterns = [],dag benefitsAdded = (addBenefit 0)>;

一個聲明式的重寫規則包含兩個主要組件：

• 源模式，用于匹配操作的DAG。
• 一個或多個結果模式，用于生成操作的DAG以替換匹配到的DAG。

我們允許多個結果模式以支持多結果操作和輔助操作，但通常我們只是想將一個操作的DAG轉換為另一個操作的DAG。有一個方便的Pattern包裝器，Pat，它接受一個單一的結果模式：

class Pat<dag sourcePattern, dag resultPattern,list<dag> additionalConstraints = [],dag benefitsAdded = (addBenefit 0)> :Pattern<sourcePattern, [resultPattern], additionalConstraints, benefitsAdded>;

每個模式被指定為一個TableGen的DAG對象，語法為(operator arg0, arg1, …)。

• operator 通常是一個MLIR操作，但它也可以是其他指令。
• argN 用于匹配（如果在源模式中使用）或生成（如果在結果模式中使用）operator的第N個參數。如果操作是某個MLIR操作，這意味著第N個參數如操作定義的參數列表中所指定。因此，我們說模式中的操作參數規范是基于位置的：它們出現的位置很重要。

argN 本身可以是一個DAG對象，因此我們可以有嵌套的DAG樹來建模操作之間的定義-使用關系。

比如加法重寫為乘法

def : Pat<(AddI32 $x, $y),(MulI32 $x, $y)
>;

假設我們有一個32位整數加法操作 AddI32，我們希望將其轉換為一個乘法操作 MulI32 和一個減法操作 SubI32。以下是一個聲明式重寫規則的例子：

def : Pattern<(AddI32 $x, $y), [(MulI32 $x, $y), (SubI32 $x, $y)]
>;

• def : Pat：用于定義簡單的匹配和替換規則，適用于簡單的操作模式。
• def : Pattern：用于定義更復雜的匹配和替換規則，可以包含更多的屬性和邏輯，適用于復雜的操作模式。

原模式

源模式用于匹配操作的有向無環圖（DAG）。DAG對象中的參數旨在捕獲操作的參數。它們還可以用于進一步限制匹配條件。捕獲是通過指定以 $ 符號開頭的符號來完成的，而進一步的約束是通過指定 TypeConstraint（對于操作數）或 AttrConstraint（對于屬性）來引入的。

在這個上下文中，我們可以將操作的參數捕獲下來。捕獲的方式是通過使用 $ 符號開頭的標識符，例如 $a_input 和 $a_attr。我們還可以通過 TypeConstraint（類型約束）和 AttrConstraint（屬性約束）來進一步限制這些參數。

def AOp : Op<"a_op"> {let arguments = (insAnyType:$a_input,AnyAttr:$a_attr);let results = (outsAnyType:$a_output);
}

在這個例子中，我們定義了一個操作 AOp，它有兩個參數：

• $a_input，可以是任何類型（AnyType）。
• $a_attr，可以是任何屬性（AnyAttr）。

操作的結果定義為一個輸出（$a_output），它也是任意類型。

接下來，我們定義一個模式：

def : Pat<(AOp $input, F32Attr:$attr), ...>;

這個模式匹配一個 AOp 操作，其中：

• $input 可以是任何有效的輸入。
• $attr 必須是一個浮點屬性（F32Attr）。

如果這個模式匹配成功，我們會將 $input 綁定到操作的輸入 $a_input，并將 $attr 綁定到操作的屬性 $a_attr。之后，我們可以在其他模式和約束中使用這些綁定。

位置匹配和符號使用

在定義模式（pattern）的時候，你不需要嚴格遵循操作（operation）定義中使用的符號名稱。換句話說，你可以使用不同的符號名稱來匹配操作定義中的參數，只要它們的位置對應即可。讓我們通過一個具體的例子來說明這一點

假設我們有一個操作定義如下：

def AOp : Op<"a_op"> {let arguments = (insAnyType:$a_input,AnyAttr:$a_attr);let results = (outsAnyType:$a_output);
}

基于位置的匹配

當我們定義一個模式來匹配這個操作時，位置（順序）比符號名稱更重要。也就是說，你可以在模式中使用不同的符號名稱來引用這些參數，只要它們的位置正確。例如：

def : Pat<(AOp $input, F32Attr:$attr), ...>;

在這個模式中：

• $input 對應于 AOp 操作的第一個參數 $a_input。
• $attr 對應于 AOp 操作的第二個參數 $a_attr，并且施加了浮點屬性（F32Attr）的約束。

盡管符號名稱不同），但因為它們的位置與 AOp 操作定義中的參數位置一致，所以匹配依然有效。

操作的匹配有向無環圖（DAG）

要匹配一個操作的有向無環圖(DAG)，使用嵌套的DAG對象:

def BOp : Op<"b_op"> {let arguments = (ins);let results = (outsAnyType:$b_output);
}def : Pat<(AOp (BOp), $attr), ...>;

(AOp (BOp), $attr):

這部分表示我們想要匹配的操作圖結構。

• AOp 是我們想要匹配的主要操作（Op）。
• (BOp) 表示 AOp 的輸入必須由 BOp 生成。換句話說，AOp 的唯一輸入必須是 BOp 的輸出。
• $attr 是一個占位符，表示 AOp 操作可能有某些屬性，我們用 $attr 來匹配這些屬性。
  所以，我們可能會匹配到這樣的兩行IR

%0 = "b_op"() : () -> f32
%1 = "a_op"(%0) {attr = "example"} : (f32) -> i32

綁定操作的結果

在編寫某種模式匹配的代碼時，有時候我們需要將一個符號（變量）與某個操作的結果進行綁定，以便在后續的代碼中可以引用這個結果。通過在操作定義中附加這個符號，我們就可以實現這種綁定。

舉個MLIR（多級中間表示）的例子：
假設我們有兩個操作AOp和BOp，并且BOp有一個結果需要在AOp中使用。我們可以這樣定義一個模式（pattern）：

def : Pat<(AOp (BOp:$b_result), $attr), /* 替換規則 */>;

在這個例子中，$b_result 就被綁定到 BOp 的結果上，這樣我們在后續的模式或替換規則中可以引用 $b_result。

func @example_func() -> i32 {%0 = "BOp"() : () -> i32%1 = "AOp"(%0) : (i32) -> i32return %1 : i32
}

在這個示例中，BOp的結果（%0）被綁定到變量$b_result，并在AOp中作為輸入使用。這種綁定方式在模式匹配和轉換中非常有用。