GCC机器描述基础与架构解析

"GCC RTL相关介绍经典胶片" GCC（GNU Compiler Collection）是GNU项目的一部分，是一个广泛使用的开源编译器套件，支持多种编程语言，如C、C++、Objective-C、Fortran、Ada和Go等。RTL（Register Transfer Language）是GCC内部的一种中间表示形式，用于描述机器指令集的低级细节。这个经典胶片主要关注GCC中的机器描述（Machine Descriptions），这是实现编译器对特定处理器架构进行优化和代码生成的关键部分。 1. **影响GCC机器描述的因素** - **源语言特性**：比如`INTTYPESIZE`可能涉及到不同数据类型在目标架构上的大小。 - **GCC架构**：例如生成空操作（nop）、树覆盖（tree covers）用于指令选择，以及通过`define_predicate`定义的条件。 - **构建系统**：构建过程中的配置和依赖关系。 - **宿主机系统**：编译时的硬件和软件环境。 - **目标系统**：包括指令集架构、汇编和可执行文件格式。 2. **GCC机器描述的组织结构** - `<target>.h`文件：包含与特定目标架构相关的宏和函数定义，用于处理架构特有的属性。 - `hwint.h`：可能包含硬件接口相关的定义。 - `<target>.md`：这是最重要的机器描述文件，包含了指令集、寄存器定义、操作码等信息。 - 其他头文件：提供额外的架构相关支持。 3. **机器描述构造** - **定义谓词**：这些谓词用于决定哪些操作可以应用于特定的CPU模式或条件。 - **指令集描述**：通过一系列规则来描述如何从高级的树结构转换为具体的机器指令。 - **寄存器分配**：描述如何在目标架构的有限寄存器资源之间分配变量。 - **激活记录**：涉及函数调用和返回时的栈帧布局。 4. **GCC的可重定位性本质** GCC的设计允许它针对不同的处理器架构进行重新定位，即所谓的“retargetability”。这涉及到编写通用的代码生成策略和架构特定的调整，使得编译器能适应广泛的硬件平台。 通过深入理解GCC的机器描述，开发者能够为新的或现有的处理器架构定制GCC，优化性能，同时保持与GCC生态系统的一致性。这包括对指令集的精确建模，优化寄存器使用，以及生成高效的目标代码。GCC的这种灵活性和可扩展性是其成为许多开源和商业项目首选编译器的重要原因。