LLVM 目标无关代码生成器 2：目标描述类

本文是一篇译文，翻译自：
https://llvm.org/docs/CodeGenerator.htmlllvm.org/docs/CodeGenerator.html
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LLVM 目标描述的类（存放在 include/llvm/Target/ 路径下）提供了一套抽象的针对任意后端机器通用的描述。这些类被设计来管理一些抽象的目标属性（比如指令和寄存器），并且不夹杂任何代码生成算法的片段。

除了 DataLayout 以外，其他所有的目标描述类都需要作为基类被特定目标的描述类所继承，同时提供虚函数的实现。为了便于实现， TargetMachine 类提供了一些访问器（accessor），这些也同样需要在特定目标的描述类中实现。

2.1 TargetMachine 类

TargetMachine 类提供了一些虚函数用来访问与特定目标相关的访问器，被命名为 get*Info 方法，比如 getInstrInfo、getRegisterInfo、getFrameInfo 等。这个类需要被特定目标的类所继承，比如 X86 中继承 TargetMachine 实现的 X86TargetMachine，其中需要实现各种虚函数。唯一必须依赖的类是 DataLayout，但是如果其他功能类也被使用的话，它们同样也需要被实现。

2.2 DataLayout 类

DataLayout 类是唯一必须依赖的目标描述类，而且不能被继承。 DataLayout 指定了一些与目标 layout 有关的信息，比如内存结构，各种数据类型的对齐要求，指针占用空间，大小端的要求。

2.3 TargetLowering 类

TargetLowering 类被 SelectionDAG 组件所使用，在指令选择器中发挥功能，它描述了 LLVM IR 代码如何 lowering 到 SelectionDAG 结构。另外，这个类还描述了以下信息：

一个使用不同 ValueType 的初始化寄存器类；
其操作数是目标机器原生支持的；
返回值支持 setcc 操作数；
用于移位的类型；
一系列高层的属性，比如是否需要将一个常数的除法转换为乘法操作。

2.4 TargetRegisterInfo 类

TargetRegisterInfo 类用于描述与目标相关的寄存器信息以及任何与寄存器的交互动作。

寄存器在代码生成器中用无符号整形数字来表示，物理寄存器（真实存在于目标机器的寄存器）使用唯一的小整形数字，虚拟寄存器通常使用较大的值，需要说明，值 #0 被保留作为一个 flag value。

每一个目标机器的寄存器都有一个 TargetRegisterDesc 的入口，会提供关于寄存器的文本描述（用于汇编输出和调试信息 dump）和一些别名（用于标识寄存器之间的相关性）。

除了对每个寄存器进行描述以外，TargetRegisterInfo 类还暴露了特定目标机器的寄存器类别（register class，是 TargetRegisterClass 的类）。每个寄存器类别是一些寄存器的集合（这些寄存器可能具有相同的属性，比如它们都是 32 位寄存器）。每一个由指令选择器创建的虚拟寄存器都需要属于一个寄存器类别。当运行寄存器分配器时，会将虚拟寄存器转换为满足同一寄存器类别下的物理寄存器。

这些类的实现是通过 tblgen 工具依据 TableGen 的寄存器描述文件来自动生成的。