想好好熟悉一下llvm开发一个新后端都要干什么，于是参考了老师的系列文章：

LLVM 后端实践笔记

代码在这里（还没来得及准备，先用网盘暂存一下）：

链接: https://pan.baidu.com/s/1V_tZkt9uvxo5bnUufhMQ_Q?pwd=ggu5 提取码: ggu5 

之前的章节只介绍了汇编代码生成的内容，这一章，我们将介绍对 ELF 目标格式文件的支持以及如何使用 objdump 工具来验证生成的目标文件。这一章的功能上的较复杂的代码其实不是很多，主要是框架上的东西。（因此这一章节参考原作者的内容较多）

当 llc 指定 -filetype=obj 时，编译器会生成目标文件（而不是汇编文件），此时，AsmPrinter::OutStreamer 所引用的是 MCObjectStreamer（汇编时引用的是 MCAsmStreamer）。LLVM 官方认为这个结构是后端代码生成阶段非常好的一个设计。

关键的一个接口是Cpu0AsmPrinter::EmitInstruction()，这个接口调用 MCObjectStreamer::EmitInstruction() ，进而根据选择生成的目标文件格式（ELF，COFF等）调用对应的编码发射函数，如 ELF 使用 MCELFStreamer()::EmitInstToData()。此时会进入到 Cpu0MCCodeEmitter.cpp 文件的实现中，调用 Cpu0MCCodeEmitter::encodeInstruction()，配合 TableGen 生成的 Cpu0MCCodeEmitter::getBinaryCodeForInstr()等接口完成最后的发射。

获取待发射指令编码的调用过程为：

Cpu0MCCodeEmitter::encodeInstruction()中，调用TableGen生成的 Cpu0GenMCCodeEmitter.inc 中的 getBinaryCodeForInstr()，传入 MI.Opcode； getBinaryCodeForInstr() 将 MI.Operand 传入 Cpu0MCCodeEmitter::getMachineOpValue() 来获取操作数的编码，这还需要再配合 Cpu0GenRegisterInfo.inc 和 Cpu0GenInstrInfo.inc 中的编码信息；getBinaryCodeForInstr() 将操作数的编码和指令操作码统一返回给 encodeInstruction()；

比如一个加法操作，%0 = add %1, %2 生成为 adds $v0, $at, $v1，除了 adds 指令的编码需要在 Cpu0GenInstrInfo.inc 中查看外，还需要通过getEncodingValue(Reg) 到 Cpu0GenRegisterInfo.inc 中查看寄存器的编码，寄存器的编码和编码位置都在 Cpu0RegisterInfo.td 文件中描述了。

目录

1. 新增的文件

1.1 MCTargetDesc/Cpu0AsmBackend.cpp/.h

1.2 MCTargetDesc/Cpu0ELFObjectWriter.cpp

1.3 MCTargetDesc/Cpu0ELFStreamer.cpp/.h

1.4 MCTargetDesc/Cpu0FixupKinds.h

1.5 MCTargetDesc/Cpu0MCCodeEmitter.cpp/.h

1.6 MCTargetDesc/Cpu0MCExpr.cpp/.h

1.7 MCTargetDesc/Cpu0TargetStreamer.cpp/.h

2. 修改的文件

2.1 MCTargetDesc/Cpu0MCTargetDesc.cpp/.h

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1. 新增的文件

1.1 MCTargetDesc/Cpu0AsmBackend.cpp/.h

比较重要的一个文件，实现了 Cpu0AsmBackend 类，继承自 MCAsmBackend 类。这个类作为汇编器后端实现类，目前对 Fixup 信息的操作提供了接口，比如 applyFixup() 用来使能 Fixup 状态，getFixupKindInfo() 用来获取 Fixup 类型信息，getNumFixupKinds() 用来获取 Fixup 类型的数量，mayNeedRelaxation() 返回需要 relaxation 的指令的状态（目前是空），fixupNeedsRelaxation() 返回给定 fixup 下的指令是否需要 relaxation 的状态（目前是空）。

已经定义了一些常用的 fixup 类型，比如 32 位类型：fixup_Cpu0_32, fixup_Cpu0_HI16, fixup_Cpu0_LO16，还有 GOT 的一些 fixup 类型。这些函数都是对基类函数的覆写，有关于重定向的功能都将在之后的章节讲解，所以目前会留空。我们还在其中实现了两个工厂函数，createCpu0AsmBackendEL32() 和 createCpu0AsmBackendEB32()，用来返回一个 AsmBackend 的实例。

1.2 MCTargetDesc/Cpu0ELFObjectWriter.cpp

定义了一个叫 Cpu0ELFObjectWriter 的类，继承自 MCELFObjectTargetWriter 类。这个类将用来完成最终的 ELF 文件格式的写入任务。其中提供了 getRelocType() 方法用来获取重定位类型，needsRelocateWithSymbol() 判断某种重定位类型是否是符号重定位，默认大多数都是符号重定位。

1.3 MCTargetDesc/Cpu0ELFStreamer.cpp/.h

定义了一个叫 Cpu0ELFStreamer 的类，继承自 MCELFStreamer 类。另外定义了这个类的工厂函数 createCpu0ELFStreamer()，用来返回其对象。ELFStreamer 对象会注册到后端模块中。TargetStreamer 和 ELFStreamer 在生成 ELF 文件中同时起作用，ELFStreamer 是我们自定义的一个类，在其中可以做一些改动来调整输出内容。目前这些文件中都还是比较空的状态，我们先搭建整个框架。

1.4 MCTargetDesc/Cpu0FixupKinds.h

这个头文件中定义了 llvm::Cpu0::Fixups 的枚举值，这里的定义顺序必须与Cpu0AsmBackend.cpp 中的 MCFixupKindInfo 保持一致。

1.5 MCTargetDesc/Cpu0MCCodeEmitter.cpp/.h

另一个比较重要的类，用来为Streamer类提供直接发射编码的实现接口。定义了比如 encodeInstruction() 等重要接口。我们在 encodeInstruction() 中检查一些未完成编码设计的指令，这还需要考虑一些特殊情况，比如要排除编码为 0 的情况，排除伪指令（伪代码不应该出现在这这个阶段了）。getBinaryCodeForInstr() 函数是 TableGen 自动生成的，可以通过传入给定的 MI 指令，获取该指令的编码。

1.6 MCTargetDesc/Cpu0MCExpr.cpp/.h

针对操作数是表达式的情况，我们需要额外做处理。其中定义了Cpu0MCExpr类，继承自 MCTargetExpr类。其中声明了表达式类型 Cpu0ExprKind，还提供了 create(), getKind() 等接口。

1.7 MCTargetDesc/Cpu0TargetStreamer.cpp/.h

定义了一个叫 Cpu0TargetStreamer 的类，继承自 MCTargetStreamer 类。定义了一个叫 Cpu0TargetAsmStreamer 的类，继承自 Cpu0TargetStreamer 类，这个类用来完成汇编器 Streamer 的功能。AsmStreamer 对象会注册到后端模块中。

2. 修改的文件

2.1 MCTargetDesc/Cpu0MCTargetDesc.cpp/.h

我们知道这个文件中会完成注册一些后端模块的功能。首先定义了两个函数，createMCStreamer() 调用 createCpu0ELFStreamer() 用来建立 ELFStreamer 对象，createCpu0AsmTargetStreamer() 直接建立 Cpu0TargetAsmStreamer 对象。

然后就是调用TargetRegistry::RegisterELFStreamer()和 TargetRegistry::RegisterAsmTargetStreamer()来注册这两个对象模块。另外，还调用 TargetRegistry::RegisterMCCodeEmitter() 来注册大小端的 MCCodeEmitter 对象，以及调用 TargetRegistry::RegisterMCAsmBackend() 来注册大小端的 MCAsmBackend 对象。