用LLVM写一个芯片编译器（三）——芯片的整体架构部分

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用LLVM写一个芯片编译器（三）——芯片的整体架构部分上一章介绍了从宏观上看LLVM需要补充什么东西，从这一章开始我们逐个讲各部分需要的代码。

用LLVM写一个芯片编译器（二）——从无到有需要写什么东西_依星源码资源网,依星资源网 -

本部分我们首先介绍芯片的整体架构部分。这一部分可能稍微有点儿枯燥，没有讲寄存器和指令那么的清晰明了，但它确实是LLVM编译器的入口，首先就要完成这一部分代码, 所以需要耐心看完。

用LLVM写一个芯片编译器（三）——芯片的整体架构部分

如上图，首先回顾一下这个部分需要写什么东西。我们挑重点讲。

1. Smallbird.h

这个文件是我们要完成的第一个文件，其实就是申明了两个类，方便后续引用。

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后续可以把全局的宏定义写到这个里面。

没有其他东西了，毫无技术含量^^

2. Smallbird.td

接下来我们写Smallbird.td。emmm 这个文件主要定义整体架构层面的东西。

2.1 定义一些subtarget Features

例如我们定义两个feature, 支持SLT，和支持Cmp指令。

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然后为了方便，定义这些feature的集合。

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例如定义个SmallBird32II特性，包含Cmp和Slt.

这部分其实是利用tablegen来完成的，基类是SubtargetFeature。后续我们可以确定我们某个subtarget带不带某个feature。

至于这个subtargetFeature, 显然用的是LLVM提供的接口。

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没有太多内容，就是定义了一下名字，描述之类的。

2.2 定义一些subtarget Features

然后就是定义几个Processor。。。这个Processor带了某个特性。

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例如上面就定义了两个subtarget处理器，一个含有FeatureSmallBird32I特性，另一个含有FeatureSmallBird32II特性。

2.3 把架构定义出来

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3. SmallBirdTargetMachine.cpp/h

3.1 定义我们的target类

这部分h文件描述我们的TargetMachine类。这个类包含了各个subtarget类的一个map。

从LLVMTargetMachine里继承出我们的SmallBirdTargetMachine类。

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其实可以理解为对subtarget的管理，提供了接口，可以方便的拿出我们需要的subtarget。

（你不知道为什么要拿到subtarget类？看上一章）

当然，为了使用方便，我们还能用SmallBirdTargetMachine还可以派生出大小端的类。

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3.2 注册我们的target类

在C文件里，比较重要的是我们需要调用一个LLVM的库函数，把我们写的类注册给LLVM。

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3.3 实现我们的PassConfig

此处在C文件里直接实现SmallBirdPassConfig类，继承自TargetPassConfig, 用来配置我们Target的Pass。

（什么叫Pass: 就是一个处理过程，例如程序选择就是一个Pass, 不太清楚的话看第一章）

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例如上面的代码就是重载了addInstSelector, 注册了我们自己写的指令选择器。

4.SmallBirdMCTargetDesc

这部分代码正式生成Target对象，并把各种类都注册给LLVM。具体注册了些什么见cpp文件。

主要在LLVMInitializeSmallBirdTargetMC()里，

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把target, asminfo, inst, reg, subtarget等等类全部注册给LLVM。

5.SmallBirdbaseInfo

这是个.h文件，倒是比较简单。定义了两个枚举类型，

Target Operad Flag, 操作数前缀。

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还有就是指令类型的enum

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没什么其他内容了，比较简单。

6.SmallBirdTargetInfo

这个文件贼简单，主要就是实现一个函数gettarget，让我们获取到target类。

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7.SmallBirdSubTarget

emmm 然后来到了最重要的一个类。这个类前面讲过，是个接口类，主要定义了一系列subtarget对外的接口。

这个地方subtarget有哪些我们在td文件中定义过，此处写成一个enum, 显然，td文件要和.h文件对上。

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所以我们可以看出，td文件和cpp/.h文件是要配合使用的，两个剥离开了理解是非常痛苦的一件事儿。类里定义了一堆借口。

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例如上面这样的，返回的全是各类的指针。

8. 几个容易混淆的概念

上面这部分代码重点已经讲完了。你可能看到这儿有几个点有疑惑，这儿解释一下。

Target和SubTarget的区别：Target说的是一类芯片，例如ARM是一个Target, SubTarget是具体的一个芯片，例如ARM的M3。这也很好理解，一个系列的芯片总有不同的特征的，有些支持slt, 有些不支持，把这些特性总结成feature, 然后定义各种subtarget即可。否则岂不是要写若干编译器><

Target和TargetMachine区别：Target是信息层面的类，比如Target叫什么，有哪些特征。TargetMachine是操作层面的类，用于管理subtarget的。

9. 总结

本章是我们从LLVM森林看到LLVM树木的第一章。介绍了我们如何在LLVM上定义出我们的架构，方便后续添加枝叶进去。可能有点晦涩，可对照代码来读。下一章讲的内容应该更好懂，下一章我们讲讲如何添加寄存器信息进去。