- 相關(guān)推薦
如何在32個(gè)處理器中編輯并且翻譯64固定的點(diǎn)進(jìn)位計算
摘要：介紹嵌式32位CPU在編譯器中解決64位運算的方法，并列舉一個(gè)加法運算的例子，給出可供參考的指令模板。包括32位RISC體系嵌入式CPU層次結構和編譯器后端結構。1 概述
在信息化飛速發(fā)展的今天，計算機已成為人們學(xué)習和工作不可缺少的工具，我國業(yè)已取得了電腦生產(chǎn)大國的地位；但是，作為計算機的核心——CPU的設計與制造，卻成了幾代計算機工作者的未了習愿，也給國家的安全帶來(lái)了隱憂(yōu)。順應潮流，中芯微系統公司于2001年推出了國內第一顆實(shí)用化的32位CPU（方舟一號），主頻達到166MHz。下一代方舟CPU將采用0.18μm工藝，超流水結構，主頻能達到600MHz以上，在嵌入式CPU領(lǐng)域走到國際前列。
傳統的32位計算機處理64位運算通常是設計具體的邏輯電路實(shí)現。隨著(zhù)SoC（System on Chip）的出現，芯片上集成各種功能部件越來(lái)越多，特別對于嵌入式系統，片上能利用的空間就列加有限，這也要求將部分功能用軟件來(lái)實(shí)現。對于64位長(cháng)字運算軟件實(shí)現的方法通常有兩種：一是設計系統軟件供操作系統內核調用；二是在相關(guān)的編譯器中設計指令模板來(lái)解決。前者執行效率高，但每使用一次就要編譯一次；后者只需編譯一次，總的效率要高于前者。因此，實(shí)際采用在編譯器中設計指令模板予以解決。
2 32位RISC體系嵌入式CPU層次結構描述
圖1是一個(gè)集成了DSP（數字信號處理器）嵌入式CPU的層次圖。
從圖1可看到，編譯器在整個(gè)CPU結構中處于A(yíng)SIC硬件電路之下和操作系統之上，擔負著(zhù)將高級的、抽象的表達式轉化為相對低級的表達式，最終生成系統指令集。
3 CPU編譯器后端結構
CPU編譯器分為前端和后端：前端主要完成詞法/語(yǔ)法分析并生成語(yǔ)法樹(shù)，這里不再論述；后端是編譯的主體部分，它將語(yǔ)法樹(shù)轉換成不間語(yǔ)言，在此不間語(yǔ)言基礎上進(jìn)行各種編譯優(yōu)化，最終生成匯編指令代碼。編譯后端在進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程中要跟具體的目標機的機器描述文件多次匹配，生成RTL語(yǔ)言（Register Transfer Language）—GNU CC的中間語(yǔ)言。
機器描述文件由各種與目標機有關(guān)的指令模板、功能模板、C語(yǔ)言形式的預處理函數等構成。本文涉及到的64位運算就是由RTL和指令模板多次匹配后生成匯編指令來(lái)解決的，過(guò)程如圖2所示。
限于篇幅，這里僅舉64位加法運算的部分例子，其它運算與此類(lèi)似。
4 64位加法運算指令板
① RTL識別指令模板，第一次匹配。
（define_insn “adddi3”）
[(set(match_operand:DI 0 "register_operand" "=r")
（plus:DI (match_operand:DI 1“register_operand”“0”)
（match_operand:DI 2 "register_operand"“r”）））
（clobber(reg:SI 6)）]//6號寄存器作進(jìn)位使用
"")
② 將64位加法分解成高32位和低32位運算，第二次匹配。
（define_split
[(set(match_operand:DI 0 "register_operand"“=r”)
(plus:DI (match_operand:DI 1“register_operand”“0”)
(match_operand:DI 2 “register_operand”“r”)）)
（clobber(reg:SI 6)）]
"reload_complete"
“{
[(const_int 0)] //寄存器使用前清零
rtx low[3],high[3]; //rtx為一種處理表達式的數據類(lèi)型
low[0]=gen_lowpart(Simode,operands[0]);
low[1]=gen_lowpart(Simode,operands[1])；
low[2]=gen_lowpart(Simode,operands[2]);
high[0]=gen_rtx(REG,Simode,REGNO(operands[0]-1);
high[1]=gen_rtx(REG,Simode,REGNO(operands[1]-1)；
high[2]=gen_rtx(REG,Simode,REGNO(operands[2]-1)；
//由于方舟CPU地址存儲方式采用的是Big-Endian，即字節中的最高有效位具有最低序號，所以高位硬寄存器號要減1。
emit_insn(gen_addsi3_set_carry(low[0],low[1],low[2])) //低32位加并設置進(jìn)位
emit_insn(gen_addsi3_use_carry(high[0],high[1],high[2])); //高32位加并處理進(jìn)位
DONE；
}
③ 處理低32位加。
（define_insn "addsi_set_carry"
[(set(match_operand:SI 0 (match_operand:SI1 "register_operand" "r")
【如何在32個(gè)處理器中編輯并且翻譯64固定的點(diǎn)進(jìn)位計算】相關(guān)文章：
試論如何在中職計算機教學(xué)中培養學(xué)生的學(xué)習興趣論文12-07
英漢翻譯中的翻譯癥03-02
翻譯中的視點(diǎn)轉移03-18
如何在旅游管理教學(xué)中運用案例11-18
論等效翻譯及其在漢英翻譯中的應用03-11