详尽描述 cpu 架构以编写可重定向编译器的文件答案

【问题标题】：Files that describe cpu architectures exhaustively to write retargetable compilers详尽描述 cpu 架构以编写可重定向编译器的文件
【发布时间】：2012-08-23 20:14:09
【问题描述】：

我正在为每个 cpu 架构 A[i]（x86-32、x86-64、ARM、Itanium 等）寻找一个文件 F[i]。每个文件 F[i] 将提供关于架构 A[i] 的足够信息（寄存器、指令集、语义等），因此对于任何语言 L 来说，编写一个程序 P 接受任何 F[ i] 并为语言 L 生成编译器优化器 C[i] 到原生 A[i]。当然P关于A[i]的知识完全来自F[i]。

每个 F[i] 都应该包含足够多的信息，以便对于语言 L 到本地 A[i] 的任何给定编译器 C'，我们可以编写一个 P 来生成与 C' 一样执行的 C[i]。理想情况下，F[i] 文件应使用能够描述未来 cpu 架构的相同语言 DescL 编写。

这样的文件 F[i] 是否存在（至少对于最常见的 cpu 架构而言）？那么我在哪里可以下载它们呢？这样的 DescL 是否已经存在？

【问题讨论】：

标签： language-agnostic compiler-construction compilation cpu cpu-architecture

【解决方案1】：

Joao Dias 证明，至少对于代码生成，这个问题是不可判定的。也就是说，对于一般的机器架构，这样的程序 P 是不可能存在的。他还开发了对典型机器架构完全有效的启发式方法。我建议您阅读his dissertation，其中还回顾了针对此问题所做的一些大型工作。

您会发现一些与New Jersey Machine-Code Toolkit 和Lambda-RTL 规范语言相关的工具和描述。规范本身可能处于混乱状态，而迪亚斯博士更有可能拥有准确且最新的规范。

Zephyr 网页非常陈旧，绝对过时，不应链接到。但你可以阅读our papers :-)

【讨论】：

【解决方案2】：

我想你会对 Zephyr“国家编译器基础设施”项目感兴趣；请参阅 128.143.136.29/zephyr/ [我会输入一个真实的链接，但 StackOverflow 不允许我为此主机执行此操作。尽管 SO 有意见，但该链接仍然有效。不，我不明白为什么它没有一个好的象征性名称，但是嘿，它不是我的网站。]。

他们认真尝试定义机器描述形式，我相信他们编码了许多“通用”机器指令集。在做出任何选择之前，您应该阅读他们的论文。

【讨论】：

非常感谢，这就是我正在寻找的答案。所以已经有了 CSDL，一个描述语言家族。 CSDL 由 SLED、PLUNGE、调用约定语言和最复杂的部分组成：lambda-RTL。（我仍在阅读所有链接...）
您的链接非常有趣。不幸的是，Zephyr 项目似乎不再活跃，无论是您的链接还是zephyr-software.com
很抱歉听到这个消息。尝试联系用户 Norman Ramsey 用户：41661 stackoverflow.com/users/41661/norman-ramsey，他是主要贡献者。

【解决方案3】：

我知道没有这样的数据库
据我所知，最近的公共此类数据库将是 GCC 使用的处理器描述。他们将处理器描述与一些代码混合在一起，以非数据驱动的方式处理代码生成的某些方面。

【讨论】：

我也不知道，但这并不意味着它们不存在。这个星球上有很多无知；告诉不认识的人是没有帮助的。如果您解释为什么您认为它们可能不存在，我认为您的答案会更好。

【解决方案4】：

我不知道这样的事情，我认为这对于一个可行的 P 来说太抽象和复杂了。

我相信任何有用的 F 都会有效地描述通用中间语言和单个 CPU 指令集之间的转换（即使该语言是声明性的，而不是传统的编译器）。看看LLVM's TableGen，它用来声明很多关于后端的信息。 AFAIK 仍然不足以完整地描述架构，而且使用起来显然相当复杂。

我看不出 P 怎么知道关于 L 的任何事情，但它需要这些知识来创建编译器 C[i]。当然，除非您专门创建 P 来了解 L，此时 P 变得特定于单个 L，并且实际上是传统的编译器前端，这并不是什么新鲜事。唯一的区别是您正在编写一个用于发出编译器的程序，但我看不出这如何比仅编写 C'' 像有人事先写的 C' 那样为您节省任何东西。（解析是一个更简单和更小的问题，因此在解析器生成方面取得了成功。尽管如此，解析器生成器在实现工作和质量方面都与专家手写的解析器竞争。）或者，使 P 成为 AI并教它编译器构造，但这在当前的 AI 状态下是不可能的，然后你必须找到一种方法来教 P 语言（阅读：仍然没有免费的编译器适合你）。

除此之外，编译器必须了解很多，而不仅仅是 CPU 指令。操作系统服务、ABI 和可执行格式只是他们面临的许多重要问题中的三个。对于对这些问题应用类似的解决方案，我也有类似的疑问。古老的“前端和后端分离”技巧在工作量方面几乎同样有效，显然更有可能，并且对我来说更有意义。

【讨论】：