LLVM框架下嵌入式处理器SRP32编译器移植关键技术

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于LLVM的编译器移植中涉及的关键技术，作者刘俊波在导师张红光的指导下，针对实验室研发的嵌入式处理器SRP32，设计并实现了一个交叉编译器。" 本文首先深入介绍了LLVM编译框架的体系结构，包括其模块化设计、中间表示（IR）以及与后端移植相关的接口。LLVM作为一个开源的编译基础设施，提供了一个可扩展的平台，允许开发者为新的处理器架构添加后端支持。在理解LLVM后端移植的基本原理之后，作者对SRP32处理器的架构进行了详尽的研究，以确保编译器能够正确理解和生成针对该架构的代码。 在后端移植的过程中，论文重点讨论了几个关键技术点： 1. **指令集描述**：为了生成目标处理器（SRP32）的机器代码，需要详细描述其指令集架构（ISA），包括指令格式、操作码、寻址模式等。这涉及到创建一个LLVM的MachineInstrInfo子类，用于定义指令集的细节。 2. **寄存器分配**：有效的寄存器分配策略对于优化代码质量和运行效率至关重要。论文可能详细阐述了如何使用LLVM的RegisterInfo和MachineRegisterInfo模块来定义和管理处理器的寄存器，并实施相应的分配算法。 3. **代码生成**：这一阶段涉及到将LLVM的中间表示转换为目标处理器的指令流。作者可能实现了MachineCodeEmitter，以生成目标码，并利用LLVM的SelectionDAG和InstructionSelect阶段进行指令选择。 4. **调度和优化**：LLVM提供了多种优化策略，如死代码消除、常量折叠、循环展开等。在移植过程中，这些优化技术被应用于SRP32处理器，以提升编译后程序的性能。 5. **链接器支持**：为了构建完整的工具链，还需要实现链接器功能，使编译器生成的目标文件能够正确链接成可执行程序。 6. **测试与验证**：移植完成后，使用LLVM的测试套件对编译器进行了验证，确保其能够正确编译和优化针对SRP32的各种程序。 通过这项工作，不仅为SRP32处理器构建了完整的编译工具链，还利用LLVM的优化能力提高了目标系统的性能。这个案例研究对于理解如何将LLVM应用于其他自定义或专用处理器的编译器开发具有重要的参考价值。