gcc4.1中的machine_mode

 

   

1   定义

对于machine_mode，gcc internals是这样解释的：

A machine mode describes a size of data object and the representation used for it. In the C code, machine modes are represented by an enumeration type, enum machine_mode, defined in ‘machmode.def’. Each RTL expression has room for a machine mode and so do certain kinds of tree expressions (declarations and types, to be precise).

而machmode.def中的注释是：

/* This file defines all the MACHINE MODES used by GCC.

 

   A machine mode specifies a size and format of data

   at the machine level.

 

   Each RTL expression has a machine mode.

 

   At the syntax tree level, each ..._TYPE and each ..._DECL node

   has a machine mode which describes data of that type or the

   data of the variable declared. */

 

从上面的解释可以看出machine_mode指的是一个具体的CPU所能实现的操作数类型和数据长度，如单字节整数，双字节整数，浮点数等等。gcc internals给出了几十种的数据类型，但是通常一个CPU只能实现其中的一部分。比如bf561这个DSP，它实现的操作数类型就只有以下几种（insn-modes.h）：

 VOIDmode,                /* machmode.def:146 */

 BLKmode,                 /* machmode.def:150 */

 CCmode,                  /* machmode.def:178 */

 BImode,                  /* machmode.def:153 */

 QImode,                  /* machmode.def:158 */

 HImode,                  /* machmode.def:159 */

 SImode,                  /* machmode.def:160 */

 DImode,                  /* machmode.def:161 */

 TImode,                  /* machmode.def:162 */

 PDImode,                 /* config/bfin/bfin-modes.def:23 */

 SFmode,                  /* machmode.def:173 */

 DFmode,                  /* machmode.def:174 */

 CQImode,                 /* machmode.def:186 */

 CHImode,                 /* machmode.def:186 */

 CSImode,                 /* machmode.def:186 */

 CDImode,                 /* machmode.def:186 */

 CTImode,                 /* machmode.def:186 */

 SCmode,                  /* machmode.def:187 */

 DCmode,                  /* machmode.def:187 */

 V2HImode,                /* config/bfin/bfin-modes.def:25 */

 V2SImode,                /* config/bfin/bfin-modes.def:26 */

 V2PDImode,               /* config/bfin/bfin-modes.def:27 */

可以看出以上模式的定义来自两个文件，machmode.def和config/bfin/bfin-modes.def。其中machmode.def定义了每个CPU都必须实现的mode，而config目录下的def文件则是不同的CPU实现的mode。

在gcc internals列出的几十种machine_mode中，gcc又将之分为9大类，这就是所谓的MODE_CLASS。在gcc/mode-classes.def中定义。

#define MODE_CLASSES                                                   /

 DEF_MODE_CLASS (MODE_RANDOM),             /* other */                       /

 DEF_MODE_CLASS (MODE_CC),         /* condition code in a register */ /

 DEF_MODE_CLASS (MODE_INT),               /* integer */                     /

 DEF_MODE_CLASS (MODE_PARTIAL_INT),      /* integer with padding bits */          /

 DEF_MODE_CLASS (MODE_FLOAT),          /* floating point */            /

 DEF_MODE_CLASS (MODE_COMPLEX_INT), /* complex numbers */             /

 DEF_MODE_CLASS (MODE_COMPLEX_FLOAT),                                     /

 DEF_MODE_CLASS (MODE_VECTOR_INT),       /* SIMD vectors */                 /

 DEF_MODE_CLASS (MODE_VECTOR_FLOAT)

 

2   动态生成

gcc对machine_mode的定义放在insn-modes.h里面，这是一个动态生成的头文件，由genmodes.c生成的可执行文件动态创建（带-h参数执行）。genmodes生成mode的定义，同时还将这些mode按照MODE_CLASS进行了排序。

这里有意思的一点是config/bfin/bfin-modes.def的包含。

genmodes.c中有这样一个函数：

static void

create_modes (void)

{

#include "machmode.def"

}

这个函数就是用来创建mode的链表的。当然在此函数之前事先定义了一些宏，如

#define INT_MODE(N, Y) FRACTIONAL_INT_MODE (N, -1U, Y)

#define FRACTIONAL_INT_MODE(N, B, Y) /

 make_int_mode (#N, B, Y, __FILE__, __LINE__)

 

static void

make_int_mode (const char *name,

            unsigned int precision, unsigned int bytesize,

            const char *file, unsigned int line)

{

 struct mode_data *m = new_mode (MODE_INT, name, file, line);

 m->bytesize = bytesize;

 m->precision = precision;

}

这样machmode.def中的

INT_MODE (QI, 1);

这样的语句就可以展开为一个函数调用，而在此函数中将新的模式放到链表中去。

而为了要包含config目录下不同的def文件，在machmode.def中有这样的语句：

/* Allow the target to specify additional modes of various kinds. */

#if HAVE_EXTRA_MODES

# include EXTRA_MODES_FILE

#endif

这其中的EXTRA_MODES_FILE是哪来的呢？

经过搜索可以在auto-host.h中发现它的定义：

/* Define to the name of a file containing a list of extra machine modes for

   this architecture. */

#ifndef USED_FOR_TARGET

#define EXTRA_MODES_FILE "config/bfin/bfin-modes.def"

#endif

我们知道auto-host.h是由gcc/configure动态生成的，在此文件是搜索，发现了这样的语句：

# Look for a file containing extra machine modes.

if test -n "$extra_modes" && test -f $srcdir/config/$extra_modes; then

 extra_modes_file='$(srcdir)'/config/${extra_modes}

 

 

cat >>confdefs.h <<_ACEOF

#define EXTRA_MODES_FILE "config/$extra_modes"

_ACEOF

 

fi

再搜索 extra_modes的定义，在config.gcc中可以找到定义：

if test -f ${srcdir}/config/${cpu_type}/${cpu_type}-modes.def

then

     extra_modes=${cpu_type}/${cpu_type}-modes.def

fi

原来如此！其实这一切都是取决于configure –target的配置。