全部修改文件列表
在支持昊芯自定义指令的过程中，一共修改了7个文件，主要根据指令编码格式，增加新的编码定义。
在13.0.1版本中，LLVM的目录结构发生了变化，之前的Utils文件夹已经去掉了。
llvm/lib/Target/RISCV/AsmParser/RISCVAsmParser.cpp
llvm/lib/Target/RISCV/Disassembler/RISCVDisassembler.cpp
llvm/lib/Target/RISCV/MCTargetDesc/RISCVBaseInfo.h
llvm/lib/Target/RISCV/RISCVInstrFormats.td
llvm/lib/Target/RISCV/RISCVRegisterInfo.td
llvm/lib/Target/RISCV/RISCVInstrInfo.td
llvm/lib/Target/RISCV/RISCVISelLowing.cpp
clang/lib/Driver/ToolChains/Gnu.cpp
RISCVAsmParser.cpp
在自定义指令中，相比较原版指令集，增加了两个立即数操作数，SImm5和UImm12，因此需要对操作数进行判断。不过，在LLVM13.0.1中，SImm5已经存在，所以相对来说，只新增了一个。
/* Haawking Custom Instructions By Junning Wu*/
bool isUImm12() const {
int64_t Imm;
RISCVMCExpr::VariantKind VK = RISCVMCExpr::VK_RISCV_None;
if (!isImm())
return false;
bool IsConstantImm = evaluateConstantImm(getImm(), Imm, VK);
return IsConstantImm && isUInt<12>(Imm) && VK == RISCVMCExpr::VK_RISCV_None;
}
RISCVDisassembler.cpp
在自定义指令中，由于存在隐藏寄存器的使用，由于笔者能力有限，目前只能通过寄存器组的形式，强制实现这个功能，增加了NoA2A3A4A5、NoA2A3和A2寄存器组。
//Haawking Custom Instructions By Junning Wu
static DecodeStatus DecodeGPRA2RegisterClass(MCInst &Inst, uint64_t RegNo,
uint64_t Address,
const void *Decoder) {
if (RegNo != 12) {
return MCDisassembler::Fail;
}
return DecodeGPRRegisterClass(Inst, RegNo, Address, Decoder);
}
RISCVBaseInfo.h
增加两个新的OperandType，其实这次只增加了一个。
OPERAND_UIMM12, /* Haawking Custom Instructions By Junning Wu*/
RISCVInstrFormats.td
增加了InstFormatRI和两个RISCVOpcode类型。
def InstFormatRI : InstFormat<18>; //Haawking Custom Instructions By Junning Wu
def OPC_HX_CUS0 : RISCVOpcode<0b0001011>; //Haawking Custom Instructions By Junning Wu
def OPC_HX_CUS1 : RISCVOpcode<0b0101011>; //Haawking Custom Instructions By Junning Wu
以及RVInstRI类的定义。
//Haawking Custom Instructions By Junning Wu
class RVInstRI<bits<2> funct2, bits<3> funct3, RISCVOpcode opcode, dag outs, dag ins, string opcodestr, string argstr>
: RVInst<outs, ins, opcodestr, argstr, [], InstFormatRI> {
bits<5> rs2;
bits<5> rs1;
bits<5> uimm5;
bits<5> rd;
let Inst{31-30} = funct2;
let Inst{29-25} = uimm5;
let Inst{24-20} = rs2;
let Inst{19-15} = rs1;
let Inst{14-12} = funct3;
let Inst{11-7} = rd;
let Opcode = opcode.Value;
}
RISCVRegisterInfo.td
如前所述，定义三个寄存器组。
//Haawking Custom Instructions By Junning Wu
def GPRA2 : RegisterClass<"RISCV", [XLenVT], 32, (add X12)> {
let RegInfos = RegInfoByHwMode<
[RV32, RV64, DefaultMode],
[RegInfo<32,32,32>, RegInfo<64,64,64>, RegInfo<32,32,32>]>;
}
RISCVInstrInfo.td
首先，定义uimm12和simm5，
//Haawking Custom Instructions By Junning Wu
def uimm12 : Operand<XLenVT>, ImmLeaf<XLenVT, [{return isUInt<12>(Imm);}]> {
let ParserMatchClass = UImmAsmOperand<12>;
let DecoderMethod = "decodeUImmOperand<12>";
let OperandType = "OPERAND_UIMM12";
let OperandNamespace = "RISCVOp";
}
其次，定义三个昊芯专用的指令格式，ALU_HX_rr、ALU_HX_ri、ALU_HX_rr2等。
//Haawking Custom Instructions By Junning Wu
let hasSideEffects = 0, mayLoad = 0, mayStore = 0 in
class ALU_HX_rr<bits<7> funct7, bits<3> funct3, string opcodestr>
: RVInstR<funct7, funct3, OPC_HX_CUS0, (outs GPR:$rd), (ins GPR:$rs1, GPR:$rs2),
opcodestr, "$rd, $rs1, $rs2">;
最后，就是定义每一条指令，具体实现这里就不在赘述，可以参考源码。
//Haawking Custom Instructions By Junning Wu
def SADD : ALU_HX_rr<0b0000000, 0b000, "sadd">, Sched<[WriteIALU, ReadIALU, ReadIALU]>;
def SSUB : ALU_HX_rr<0b0100000, 0b000, "ssub">, Sched<[WriteIALU, ReadIALU, ReadIALU]>;
def MINN : ALU_HX_rr<0b0000000, 0b010, "min">, Sched<[WriteIALU, ReadIALU, ReadIALU]>;
def MAXX : ALU_HX_rr<0b0100001, 0b010, "max">, Sched<[WriteIALU, ReadIALU, ReadIALU]>;
RISCVISelLowing.cpp
修改ISelLowing文件，主要是为了能够使用C嵌汇编的编程。主要增加对特殊寄存器组的识别。
asm volatile(
"srl64li %[z],%[x],%[y],2 \n\t"
: [z]"=r"(c)
: [x]"r" (a),[y] "r" (b)
);
clang/lib/Driver/ToolChains/Gnu.cpp
通过修改findRISCVBareMetalMultilibs，添加rv32imfc+ilp32f和rv32imc+ilp32的组合，重新编译LLVM，则就可以支持。
// currently only support the set of multilibs like riscv-gnu-toolchain does.
// TODO: support MULTILIB_REUSE
constexpr RiscvMultilib RISCVMultilibSet[] = {
{"rv32i", "ilp32"}, {"rv32im", "ilp32"}, {"rv32iac", "ilp32"},
{"rv32imac", "ilp32"}, {"rv32imc", "ilp32"}, {"rv32imafc", "ilp32f"}, {"rv32imfc", "ilp32f"}, {"rv64imac", "lp64"},
最后，目前版本的编译器，能够完成自定义指令的编译和反汇编，并未添加测试，对于隐藏寄存器的支持，也只是能够在限定寄存器的情况下能用。这是因为寄存器分配的实现难度较高。
（2022-02-16，财智国际大厦，北京）
