从零开始：GCC新架构移植——以nds32为例

"吴中如在2013年的HelloGCC2013活动中分享了关于如何将GCC移植到新的架构——nds32——上的案例研究。AndesTech是一家成立于2005年的公司，专注于创新的高效能处理器IP解决方案，应用于智能和绿色电子设备，如物联网和云计算。他们提供包括AndesCore™处理器内核、AndeSight™开发工具、AndeSoft™软件栈以及AndeShape™处理器架构等产品。nds32架构的GCC移植涉及创建一个新的目标端口，这对于嵌入式系统开发者和SoC设计者来说是一项关键任务。" GCC（GNU Compiler Collection）是开源的编译器集合，支持多种编程语言，如C、C++、Fortran等，并且可以针对不同的硬件架构进行编译。移植GCC到新的架构nds32，意味着要使GCC能够理解和生成适合nds32架构的机器代码，以便开发者能在该平台上编写和运行程序。 移植过程通常包括以下步骤： 1. **理解目标架构**：首先，需要深入理解nds32架构的指令集、寄存器布局、异常处理机制等核心特性。 2. **编写前端代码**：GCC前端负责将源代码转化为中间表示(IR)。对于nds32，需要编写一个新的前端，实现语义分析、语法解析和代码生成等功能。 3. **定义目标描述**：定义目标描述文件(GCC的`.md`文件)，这包含了架构特定的指令集信息，如操作码、寻址模式、寄存器分配策略等。 4. **实现后端**：后端将IR转换为具体的机器代码。nds32的后端需要实现指令选择、寄存器分配、调度和代码生成算法。 5. **测试与调试**：完成初步移植后，需要大量的测试来确保GCC在nds32上正确无误地工作。这包括基本的编译测试、性能测试以及兼容性测试。 6. **优化与完善**：移植后的GCC可能在初始阶段效率不高，需要通过优化代码生成策略和调整编译器选项来提升性能。 7. **构建工具链**：除了编译器本身，还需要构建完整的工具链，包括汇编器、链接器、调试器等，以支持nds32平台的完整开发流程。 8. **社区参与与维护**：移植完成后，GCC的更新和维护也是一个持续的过程，需要与GCC社区保持联系，跟踪并整合上游的改进。 AndesTech作为nds32架构的提供商，通过提供专门的开发工具和软件栈，支持nds32的GCC移植，促进了nds32在各种应用领域的使用，如微控制器(MCU)、电机控制、无线充电、监控设备、条形码扫描仪、高级驾驶辅助系统(ADAS)、车辆事件数据记录器(VEDR)、无线显示、WiFi和蓝牙等。这些应用领域依赖于高效的编译器支持，以实现高性能和低功耗的目标。