如何为自定义CPU创建C编译器？

Question

为自定义CPU创建C编译器的最简单方法是什么，假设我当然已经有了汇编程序？

由于C编译器生成汇编，是否有一些方法可以为各种C语言定义标准位和汇编代码片段，重建编译器，从而获得目标硬件的交叉编译器？

最好编译器本身用C语言编写，并构建为Linux或Windows的本机可执行文件。

请注意：我不询问如何编写编译器本身。我确实在大学里学过这门课程，我知道一般的编译器编译器等等。在这种情况下，我只想配置一些现有的框架，如果可能的话。我不想修改语言，我只是希望能够定位任意架构。如果答案结果是“它不会那样”，那么 信息将对我和其他可能做出类似假设的人有用。

Answer 1

Quick overview/tutorial on writing a LLVM backend.

  

本文档描述了为LLVM编写后端的技术，它将LLVM表示转换为机器汇编代码或其他语言。

     

[。 。 。 ]

     

要创建静态编译器（发出文本汇编的编译器），您需要实现以下内容：

     

  
• 描述注册集。
  
• 描述指令集。
  
• 描述目标机器。
  
• 为架构实施装配打印机。
  
• 为架构实现指令选择器。
  

Answer 2

交叉编译器的概念，即在一个架构上运行，但针对不同架构的交叉编译器。您可以看到GCC是如何做到的（例如）并向集合添加新架构，如果这是您想要扩展的编译器。

编辑：我刚刚在GCC邮件列表上发现了一个问题，关于如何添加新目标，有人指向this

Answer 3

简短的回答是它不会那样工作。

更长的答案是，为新的CPU类型编写编译器需要花费一些精力。但是，您无需从头开始创建编译器。大多数编译器都有几个通道;这是一个典型的架构（可能有很多变化）：

1. 句法分析（词法分析器和解析器），以及C预处理，导致抽象语法树。
2. 类型检查，导致带注释的抽象语法树。
3. 中间代码生成，导致与体系结构无关的中间代码。在此阶段执行了一些优化。
4. 机器代码生成，导致装配或直接到机器代码。在此阶段进行了更多优化。

在本说明书中，仅步骤4取决于机器。因此，您可以使用编译器，其中第4步明确分开并插入您自己的步骤4.这样做需要深入了解CPU以及对编译器内部的一些了解，但您不必担心之前发生的事情。

几乎所有非常小，非常罕见或非常老的CPU都有GCC的后端（步骤4）。编写GCC后端的主要文档是GCC internals manual，特别是machine descriptions和target descriptions的章节。 GCC是免费软件，因此使用它没有许可成本。

Answer 4

1）简答：

“没有。没有”编译框架“这样的东西，你只需加水（插入你自己的装配集），搅拌，就完成了。”

2）更长的回答：这当然是可能的。但具有挑战性而且可能很贵。

如果您想自己动手，我首先要看看Gnu CC。它已经可用于各种各样的CPU和平台。

3）看一下这个链接以获得更多想法（包括“只是构建一个函数和宏库”的想法），这将是我的第一个建议：

http://www.instructables.com/answers/Custom-C-Compiler-for-homemade-instruction-set/

Answer 5

vbcc（在www.compilers.de上）是一个用C编写的简单易用的可重定向C编译器。它比GCC / LLVM简单得多。这很简单，我能够在没有任何编译器知识的情况下，将编译器重新定位到我自己的CPU上几周。

Answer 6

您可以修改现有的开源编译器，例如GCC或Clang。其他答案为您提供了有关更多信息的链接。但是这些编译器并非旨在轻松重新定位;与其他针对特定目标的编译器相比，它们比编译器“更容易”重新定位。

但是如果你想要一个相对容易重新定位的编译器，你需要一个可以用明确的术语指定机器架构的编译器，而某些工具会生成其余的编译器（GCC会做一些这样的事情;我不喜欢我认为Clang / LLVM做得很多但我在这里错了。）

文献中有很多内容，谷歌“编译器 - 编译器”。

但是对于C的具体解决方案，您应该查看ACE，这是一个根据客户需求生成编译器的编译器供应商。不是免费的，但我听说他们很快就会生成非常好的编译器。我认为它会生成标准样式二进制文件（ELF？），因此它会跳过汇编程序阶段。 （我没有与ACE的经验或关系。）

如果您不关心代码质量，您可以使用C AST编写C语言指向的汇编程序。你可以从GCC，Clang，也许是ANTLR和我们的DMS Software Reengineering Toolkit获得C AST。