如何为堆栈机编写 LLVM 后端？

Question

当我尝试构建 LLVM 后端而不在 TableGen 文件中定义 RegisterClass 个实例时，它会抛出以下错误：

error:No 'RegisterClass' subclasses defined

如何为 LLVM 定义堆栈机器目标（即不使用寄存器）？

Answer 1

只是不要这样做。 LLVM DAG是专门为寄存器机设计的，对堆栈机编译有一点价值。您需要一个自定义后端。

我用于解决类似问题（LLVM IR -> FPGA 上的堆栈软核）的一种方法如下：

1) 超出 SSA (reg2mem)

2) 构建中间树表示（即，如果顺序允许，将所有一次性寄存器分配压缩到树中）。这是主要的优化瓶颈，你留下的寄存器分配越少越好。

3) "Register allocation" 其余寄存器现在全部表示为堆栈分配的变量（希望您的堆栈计算机 ISA 允许）。

4) 直接翻译树，无需任何指令选择（您可以在 LLVM IR 级别上执行此操作，而不是使用内在函数和自定义 instcombine pass）。

编辑：使用基于 DAG 的后端做到这一点并不容易，它从来没有打算以这种方式使用。

我能想到的最接近的事情是使用 DAG 后端生成中间寄存器机器代码，然后使用 post-processing pass 尽可能地重新排序指令并注入堆栈否则分配变量访问。即，将每个堆栈机器指令表示为具有 1 或 2 个寄存器参数和 1 个寄存器结果的伪指令。

Answer 2

虽然我同意不要这样做的警告，但您应该看看 WebAssembly 后端。

How to write an LLVM backend for stack machine?