diff --git a/main.asciidoc b/main.asciidoc index 3865371..1a013ac 100644 --- a/main.asciidoc +++ b/main.asciidoc @@ -12,7 +12,7 @@ AsciiDocのコメントを用いて文中にFIXMEを仕込む。 * だ・である調をです・ます調に変える。 * 実際にやってみる。 ** 現状過去の作業ログを切り貼りしながら書いているので通してちゃんと動くかは良くわからない。 -** ついでにLLVM v10.0.0に対応させる。 +* LLVM 12.0.0に対応させる == この文書について @@ -40,8 +40,7 @@ https://github.com/virtualsecureplatform/llvm-cahp[GitHubリポジトリにて 本書ではRISC-V風味の独自ISAを例にLLVMバックエンドを開発します。 -// FIXME: そのうち10がでそう。 -使用するLLVMのバージョンはv9.0.0です。 +使用するLLVMのバージョンはv12.0.0です。 // FIXME: 人がLLVMバックエンドを書きたくなるような文章をここに書く。 @@ -126,58 +125,82 @@ RegStateやframe index・register scavengerなどの説明が貴重。 にて指摘されているように、商業的に成功しなかったバックエンドほどコードが単純で分かりやすい。]。 * Sparc ** <>でも説明に使われており、コメントが豊富。 +* NEC SX-Aurora VE +** 最近（2019年）追加された<>バックエンド。新し目のLLVMにバックエンドを追加する例として貴重。 +* C-SKY<> +** 最近（2020年）追加された<>バックエンド。新し目のLLVMにバックエンドを追加する例として貴重。 * x86 ** みんな大好きx86。貴重なCISCの資料であり、かつ2オペランド方式を採用する場合に実装例を与えてくれる。あと `EFLAGS` の取り回しなども参考になるが、全体的にコードは読みにくい。ただLLVMの命名規則には従うため、他のバックエンドからある程度推論をして読むのが良い。 == ISAの仕様を決める -本書で使用するISAであるCAHPv3について説明します。 +本書で使用するISAであるCAHPv4について説明します。 -cahpv3.pdfを参考のこと。 +https://docs.google.com/spreadsheets/d/1lPOTQqDV3XkFyt1o2gx18-NXOeuleu_OAJ0xNvIlQG0/edit?usp=sharing[命令の一覧] -// FIXME: 書く +// FIXME: 詳細を書く == スケルトンバックエンドを追加する -https://github.com/virtualsecureplatform/llvm-cahp/commit/d0b8dd14570dc9efac09d3c5fd6e8512980fd7b7[d0b8dd14570dc9efac09d3c5fd6e8512980fd7b7] +https://github.com/virtualsecureplatform/llvm-cahp/commit/47ed98f09cd52a746c7ba2a0404758d3c1e047bc[47ed98f09cd52a746c7ba2a0404758d3c1e047bc] -CAHPのためのビルドを行うために、中身のないバックエンド（スケルトンバックエンド）を +CAHPv4のためのビルドを行うために、中身のないバックエンド（スケルトンバックエンド）を LLVMに追加します。 -=== CAHPをTripleに追加する +=== LLVMのコードを取得する -<>を参考にして -CAHPをLLVMに認識させます。LLVMではコンパイル先のターゲットをTripleという単位で -管理しています。そのTripleの一つとしてCAHPを追加します。 +まずLLVMのソースコードをGitを用いて取得します。 +前述したように、今回の開発ではLLVM v12.0.0をベースとします。 +そこでブランチ `llvmorg-12.0.0` から独自実装のためのブランチ `cahpv4` を生成し、 +以降の開発はこのブランチ上で行うことにします。 + + $ git clone https://github.com/llvm/llvm-project.git + $ cd llvm-project + $ git switch llvmorg-12.0.0 + $ git checkout -b cahpv4 + +=== CAHPv4をTripleに追加する + +<><>を参考にして +CAHPv4をLLVMに認識させます。LLVMではコンパイル先のターゲットをTripleという単位で +管理しています。そのTripleの一つとしてCAHPv4を追加します。 `llvm/include/llvm/ADT/Triple.h` や `llvm/lib/Support/Triple.cpp` などの -ファイルにTripleが列挙されているため、そこにCAHPを追加します。 +ファイルにTripleが列挙されているため、そこにCAHPv4を追加します。 また `llvm/unittests/ADT/TripleTest.cpp` にTripleが正しく認識されているかをチェックする テストを書きます。 -=== CAHPのELFフォーマットを定義する +=== CAHPv4のELFフォーマットを定義する -<>を参考にして、CAHPのためのELFフォーマットを定義します。 -具体的にはCAHPのマシンを表す識別コードや再配置情報などを記述し、 +<>を参考にして、CAHPv4のためのELFフォーマットを定義します。 +具体的にはCAHPv4のマシンを表す識別コードや再配置情報などを記述し、 ELFファイルの出力が動作するようにします。 ただし独自ISAではそのような情報が決まっていないため、適当にでっちあげます。 === バックエンドを追加する <>を参考に `llvm/lib/Target` ディレクトリ内に -`CAHP` ディレクトリを作成し、最低限必要なファイルを用意します。 +`CAHPV4` ディレクトリを作成し、最低限必要なファイルを用意します。 -まずビルドのために `CMakeLists.txt` と `LLVMBuild.txt` を用意します。 -またCAHPに関する情報を提供するために -`CAHPTargetInfo.cpp` や `CAHPTargetMachine.cpp` などを記述します。 +まずビルドのために `CMakeLists.txt` を用意します。 +またCAHPv4に関する情報を提供するために +`CAHPV4TargetInfo.cpp` や `CAHPV4TargetMachine.cpp` などを記述します。 -`CAHPTargetMachine.cpp` ではdata layoutを文字列で指定します。 +`CAHPV4TargetMachine.cpp` ではdata layoutを文字列で指定します。 詳細はLLVM IRの言語仕様<>を参考してください。 // FIXME: ここで指定するdata layoutが結局の所どの程度影響力を持つのかは良くわからない。 // ツール間でのターゲットの識別程度にしか使ってなさそう。要確認。 以上で必要最小限のファイルを用意することができました。 +[NOTE] +==== + +LLVM 11までは、ビルドのために `CMakeLists.txt` の他に `LLVMBuild.txt` が必要でしたが、 +外部ツールへの依存を避けるために `CMakeLists.txt` のみで全てを賄うようになりました<>。 + +==== + == LLVMをビルドする LLVMは巨大なプロジェクトで、ビルドするだけでも一苦労です。 @@ -193,17 +216,7 @@ LLVMは巨大なプロジェクトで、ビルドするだけでも一苦労で * `clang++` * `lld` -まずLLVMのソースコードをGitを用いて取得します。 -前述したように、今回の開発ではLLVM v9.0.0をベースとします。 -そこでブランチ `llvmorg-9.0.0` から独自実装のためのブランチ `cahp` を生成し、 -以降の開発はこのブランチ上で行うことにします。 - - $ git clone https://github.com/llvm/llvm-project.git - $ cd llvm-project - $ git switch llvmorg-9.0.0 - $ git checkout -b cahp - -続いて、ビルドを行うための設定をCMakeを用いて行います。 +ビルドを行うための設定をCMakeを用いて行います。 大量のオプションはビルドを早くするためのものです<>。 $ mkdir build @@ -219,7 +232,7 @@ LLVMは巨大なプロジェクトで、ビルドするだけでも一苦労で -DCMAKE_CXX_COMPILER=clang++ \ -DLLVM_USE_LINKER=lld \ -DLLVM_TARGETS_TO_BUILD="" \ - -DLLVM_EXPERIMENTAL_TARGETS_TO_BUILD="CAHP" \ + -DLLVM_EXPERIMENTAL_TARGETS_TO_BUILD="CAHPV4" \ ../llvm Ninjaを用いてビルドを行います。直接Ninjaを実行しても構いません（ `$ ninja` ）が、 @@ -234,18 +247,18 @@ CMakeを用いて間接的に実行することもできます。 stem:[n]コアのCPUを使用する場合およそstem:[\frac{180}{n}]分程度かかるようです。 ビルドが終了すると `bin/` ディレクトリ以下にコンパイルされたバイナリが生成されます。 -例えば次のようにして、CAHPバックエンドが含まれていることを確認できます。 +例えば次のようにして、CAHPv4バックエンドが含まれていることを確認できます。 .... $ bin/llc --version LLVM (http://llvm.org/): - LLVM version 9.0.0 + LLVM version 12.0.0 DEBUG build with assertions. Default target: x86_64-unknown-linux-gnu Host CPU: skylake Registered Targets: - cahp - CAHP + cahpv4 - CAHPV4 .... [NOTE] @@ -264,7 +277,7 @@ LLVM (http://llvm.org/): -DCMAKE_CXX_COMPILER=clang++ \ -DLLVM_USE_LINKER=lld \ -DLLVM_TARGETS_TO_BUILD="" \ - -DLLVM_EXPERIMENTAL_TARGETS_TO_BUILD="CAHP" \ + -DLLVM_EXPERIMENTAL_TARGETS_TO_BUILD="CAHPV4" \ ../llvm ==== @@ -272,12 +285,18 @@ LLVM (http://llvm.org/): == LLVMをテストする `llvm-lit` を使用してLLVMをテストできます。 +例えば先程追加したテストを実行するには次のようにします。 + + $ bin/llvm-lit -s --filter "Triple" test # Tripleに関するテストを実行する。 + +他にも次のように実行できます。 $ bin/llvm-lit test -s # 全てのテストを実行する。 - $ bin/llvm-lit -s --filter "Triple" test # Tripleに関するテストを実行する。 - $ bin/llvm-lit -s --filter 'CAHP' test # CAHPを含むテストを実行する。 - $ bin/llvm-lit -as --filter 'CAHP' test # テスト結果を詳細に表示する。 - $ bin/llvm-lit -as --filter 'CAHP' --debug test # デバッグ情報を表示する。 + $ bin/llvm-lit -s --filter 'CAHPV4' test # CAHPV4を含むテストを実行する。 + $ bin/llvm-lit -as --filter 'CAHPV4' test # テスト結果を詳細に表示する。 + $ bin/llvm-lit -as --filter 'CAHPV4' --debug test # デバッグ情報を表示する。 + +== !!!ここより下はまだ書き直されていません!!! == アセンブラを作る @@ -979,170 +998,4 @@ https://github.com/virtualsecureplatform/llvm-cahp/commit/a03e70e9157510937ca522 === 間接ジャンプに対応する === `BlockAddress` のlowerに対応する -[bibliography] -== 参考文献 - -- [[[github_riscv-llvm_docs_01,1]]] https://github.com/lowRISC/riscv-llvm/blob/master/docs/01-intro-and-building-llvm.mkd -- [[[llvm_getting-started,2]]] https://llvm.org/docs/GettingStarted.html -- [[[clang_gettings-started,3]]] https://clang.llvm.org/get_started.html -- [[[asciidoctor_user-manual,4]]] https://asciidoctor.org/docs/user-manual/ -- [[[riscv,5]]] https://riscv.org/ -- [[[riscv_specifications,6]]] https://riscv.org/specifications/ -- [[[fox-llvm,7]]] 『きつねさんでもわかるLLVM〜コンパイラを自作するためのガイドブック〜』（柏木 餅子・風薬・矢上 栄一、株式会社インプレス、2013年） -- [[[github_riscv-llvm_docs_02,8]]] https://github.com/lowRISC/riscv-llvm/blob/master/docs/02-starting-the-backend.mkd -- [[[github_riscv-llvm_patch_02,9]]] https://github.com/lowRISC/riscv-llvm/blob/master/0002-RISCV-Recognise-riscv32-and-riscv64-in-triple-parsin.patch -- [[[github_riscv-llvm,10]]] 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