更改GCC中的指令集

Question

我想使用模拟器在已有的架构（x86）上测试一些架构更改。 但是为了正确测试它们并运行基准测试，我可能不得不对指令集进行一些更改，有没有办法将这些更改添加到GCC或任何其他编译器？

Answer 1

简单方案：

一种常见的方法是添加内联汇编，并直接编码指令字节。

例如：

int main()
{
    asm __volatile__ (".byte 0x90\n");
    return 0;
}

将（gcc -O3）编译成：

00000000004005a0 <main>:
  4005a0:       90                      nop
  4005a1:       31 c0                   xor    %eax,%eax
  4005a3:       c3                      retq

所以只需用你的inst字节替换0x90即可。 当然你不会看到常规objdump上的实际指令，并且程序可能不会在你的系统上运行（除非你使用其中一个nop组合），但模拟器应该识别它，如果它在那里正确实现的话。

请注意，当您不知道此指令时，您不能指望编译器能够很好地为您进行优化，并且如果它改变状态（寄存器，内存），您应该注意并使用内联汇编clobber / input / output选项。确保正确。 仅在必要时才使用优化。

复杂的解决方案

另一种方法是在你的编译器中实现它 - 它可以在gcc中完成，但正如注释中所述，LLVM可能是最好的之一，因为它被设计为编译器开发平台，但它仍然非常复杂因为LLVM最适合IR优化阶段，并且在尝试修改特定于目标的后端时不太友好。
不过，它是可行的，如果您还计划让编译器决定何时发出此指令，则必须这样做。 我建议从第一个选项开始，看看你的模拟器是否适用于这个添加，然后只花时间在编译器方面。

如果你决定在LLVM中实现它，最好的办法是将它定义为一个内在函数，这里有相对更多的文档 - http://llvm.org/docs/ExtendingLLVM.html

Answer 2

您可以通过修改GCC中称为“机器描述”的文件组来添加新指令或更改现有指令。 <target>.md文件中的指令模式， <target>.md <target>.c文件中的一些代码，谓词，约束等。 所有这些都放在$GCCHOME/gcc/config/<target>/文件夹中。 所有这些东西都使用从RTL生成ASM代码的步骤。 您还可以通过更改其他一般GCC源文件，更改SSA树生成，RTL生成来更改发出指令的情况，但所有这些都有点复杂。 简单解释发生了什么：

https://www.cse.iitb.ac.in/grc/slides/cgotut-gcc/topic5-md-intro.pdf

Answer 3

这是可行的，我已经做到了，但这很乏味。 它基本上是使用现有平台作为模型将编译器移植到新平台的过程。 在GCC的某个地方有一个定义指令集的文件，它在编译期间经历各种过程，生成更多的代码和数据。 我做了20多年，所以我忘记了所有的细节，对不起。