GCC MD文件分析笔记(1)

        MD文件即机器描述文件，其重点是为了让编译器能够生成运行平台相适应的代码，因此，它是一种与处理平台相关的描述文件，在新的芯片需要适配时，主要修改的也是该文件。

        整个GCC编译器包括前端分析、中间代码优化、后端代码生成三个阶段。具体分为以下几个过程：

a) 前端分析会将源代码转化为语法树，进而转为GENERIC中间表示，此部分主要是针对编程语言的，与具体的处理平台无关，不需要用到MD文件。

b) 中间代码优化分为机器无关优化和机器相关优化两大类。首先GCC将GENERIC转为GIMPLE，在GIMPLE上进行的是机器无关优化（如：内联、常量传播、尾部调用消除、冗余消除等），此部分同样与具体的处理平台无关，不需要用到MD文件。接着，便是机器相关优化，此时有两个地方需要用到MD文件。

1. 机器相关优化是在RTL中间表示基础上进行的，需要先将GIMPLE转为RTL，此时，就需要用到MD文件中命名的define_insn和define_expand，此时通过名字的匹配，找到对应的模式，然后将对应的GIMPLE转为define_insn或define_expand模板中给定的RTL指令序列。
2. 在具体的机器相关优化过程中，将用到define_split和define_peephole等模板，实现窥孔优化等机器相关优化。

c) 后端代码生成将使用define_insn中的RTL模板匹配当前的RTL，当匹配上时，则根据该模板的汇编输出部分生成对应的汇编代码。

1. define_insn

define_insn包括5个部分，如下图所示：

对于以上的模板，展开后会变成如下三个模板：

注意：

1. 里面用了模式的迭代批量生成模板，此时在具体匹配的时候需要根据模式的迭代进行展开；
   1. 展开时我们先找模式的迭代，这里即为IMSA_DWH，只有它是define_mode_iterator，其他三个都是define_mode_attr；
   2. 另外属性一般是用"<>"包裹起来的，比如这里的<VHMODE>,<>,<>等，对于属性的扩展，其实就是根据模式扩展后具体的名字，然后找后面对应的字符串。如IMSA_DWH中第一个模式是V2DI，那么对于<VHMODE>这个属性，它就是找到（V2DI "V4SI")这一项，然后用后面的V4SI替换即可；
   3. <MODE>和<mode>是特殊的属性，即模式名本身，只是在具体转换时，<MODE>用模式名的大写替换表示，<mode>用模式名的小写替换，即对于V2DI这个模式，<MODE>替换后即为V2DI，<mode>替换后为v2di;
2. 模板的name是GCC一开始定义好的，在将GIMPLE转为RTL时，就是根据name找到对应的RTL转换模板；
3. RTL template其实是RTL表达式，具体操作(如set、vec_concat、truncate)可以查看GCC internal手册专门的RTL Expression章节，而对于match_operand等操作数，可以查看GCC internal手册中机器描述部分；
4. 模板中的condition其实是C语言表达时的字符串形式，只有返回为真，这个模板才起作用；
5. output template可以是一条汇编语句，也可以是多条，也可以是c语言代码；
6. insn attributes主要包含有关目标机器的特定信息，例如指令集、寄存器、指令格式等。用于指示该指令所对应的属性，以便GCC能够根据这些属性进行相关的优化。比如选择最佳的指令序列、减少不必要的寄存器访问或内存操作、流水优化等；