用LLVM写一个芯片编译器（二）——从无到有需要写什么东西

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用LLVM写一个芯片编译器（二）——从无到有需要写什么东西
绪论

经过了上一章对编译基础知识的讲解，我们已经明白了编译器的基本步骤。如果以前对编译没概念建议简单先看看。

用LLVM写一个芯片编译器（一）——一文读懂编译器基本概念_依星源码资源网,依星资源网 -

那么当我们自己做了一个芯片，如何利用LLVM从无到有的写我们自己的编译器呢？

从本章开始我们回答这个问题。

由于LLVM是个开源框架，我们没必要从头来搞。我们只需要搞定需要在LLVM的框架下添加什么东西即可。

本章先看个整体。

第一章 你需要添加的文件类型

LLVM基于C++写的，所以，首先，你肯定要添加一堆的.cpp和.h文件。

其次，为了进一步提高编码效率，LLVM其实提供了一套target definition接口（td文件，td的名字就这么来的）。

你写td文件，LLVM里有个组件叫tablegen, tablegen读取你写的td文件自动帮你转成对应的cpp文件，避免所有的cpp都要你自己写。

大致的原理是这样的：

重要的事说1.5遍。。看到这个点，你只需要明白，你得写两种文件。

td文件：与架构组件相关的内容，例如寄存器什么的，会用td写。语法是新的，但是不多。照猫画虎就能凑出来。

cpp.h文件：其他控制性的、调用性的, 不好用td自动生产的，就直接写cpp。（所以C++不熟阅读或者写代码有苦难，找一本C++ PREMIER先学学 Orz）。

用LLVM写一个芯片编译器（二）——从无到有需要写什么东西

第二章 从文件角度先看个整体

完成一个简单的后端你需要添加多少文件？

这一章我们先看一看，做一个最简单的编译器你需要添加什么东西。我们先看个整体，里面有什么。

此处给我们的后端起个名字叫SmallBird。刚起这个名字的时候其实是有麻雀虽小五脏俱全的意思，但是后来写着写着看到这个名字，满脑子都想的是鸟的自由，看来最近感觉不自由Orz。SmallBird能够较为明显的区分我们写的东西和LLVM自带的东西。

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上面就是一个简单的LLVM后端你需要写的所有文件。不要看到这个地方就被劝退了，其实有些文件内容不多的，一共也就几千行代码。

下面一张表列出了按功能分类的各个文件是干嘛用的。这个代码施工完毕后会挂github, 此处我们主要看看你要写几个方面的内容。

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划重点，一共六个方面需要写！

• 芯片总体的架构
• 寄存器的描述
• 指令相关的描述
• 堆栈的管理
• 函数的管理
• 汇编和其他输出的管理
  

上面实现了最基本的功能，运用熟练以后还可以自己添加其他功能。这个地方你不需要搞清楚每个文件具体是干什么的，后续返回来看就能明白，我们会逐章来细讲。

第三章 从类继承与派生角度看个整体

上面以文件角度看可能对于熟悉C++的你来讲还不够脉络清晰，我们换个角度看世界。

既然以类角度看，那我们就需要来个抓手。在我们编译器中，这个抓手其实是SmallBirdSubTarget类。

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有了这个类，大部分的资源你都能通过指针访问到。同时，其他类也通过指向Subtarget的指针获得了访问其他信息的接口。

总而言之，subtarget类是一个接口类。实现了资源的互通调用。这样其他类的关系就有了联络。一般来讲，你写的代码先要找到subtarget的指针，然后通过subtarget访问其他。

td文件通过tablegen生成对应的xxgeninfo类，然后通过派生合入我们自己写的类。然后subtarget通过指针访问之。

划重点：

• Subtarget类是接口类，四通八达
• td文件通过tablegen生产类，然后通过派生合入我们写的类
  

第四章 总结

本篇文章实际上是解决LLVM如何用起来这个问题的开始。我觉得开源项目要想玩的快，一定是要先看森林后看树叶的。否则很容易陷入开源代码的汪洋大海中毫无方向。本篇文章我们从两个角度介绍了宏观的看看我们最后完成的目标，属于介绍LLVM的森林。从下一章开始，我们逐个方向介绍如何一步步撺起来我们的编译器。