llvm后端扩展指令（llvm使用）

【LLVM编译器系列-15】后端代码生成器-指令调度1

1、指令调度是后端代码生成器中的核心环节，通过合理调度指令，可以显著提高程序执行性能。在LLVM中，通过不同的调度器实现，编译器可以针对不同场景优化代码，实现更高的执行效率。

2、在 LLVM 中，指令调度器分为三个阶段：指令选择阶段、寄存器分配前阶段、以及寄存器分配后的阶段。这些阶段的调度器继承自 ScheduLEDAG 类，分别用于指令选择阶段、寄存器分配前和后的指令调度。LLVM 提供了四种方法实现指令调度器：ScheduleDAGFast、ScheduleDAGLinearize、ScheduleDAGVLIW 和 ScheduleDAGRRList。

3、代码生成器（Code Generator）是 LLVM 中的后端部分，它的任务是将 LLVM IR 下降到目标机器语言的指令。代码生成通常包括指令选择、指令调度、寄存器分配等阶段，最终目标是生成目标代码文件或汇编代码。代码生成器包含多个步骤，如类型合法化、指令合法化、寄存器分配等。

4、TableGen 和 Codegen 在 LLVM 项目中扮演不同角色，协同工作。TableGen 描述目标架构属性，生成 C++ 代码，为 Codegen 提供架构描述。Codegen 则负责高级语言或中间表示转换为目标机器代码，包括指令选择、寄存器分配等。

5、现代编译器支持多核处理器、并行计算、GPU编程等新兴技术。AI编译器在近几年得到快速发展。基本结构 两段式：分为前端和后端。

6、在LLVM编译器中，寄存器分配前后都会执行指令调度。表调度是一种贪心+启发式方法，用于调度基本块中的指令，主要考虑数据依赖、硬件资源等信息。表调度的基本思想是维护ready列表和active列表，通过计算指令节点的优先级并在周期内调度指令以执行。

LLVM后端探究-Intrinsic篇

尽管本文以ARM后端为例，但Intrinsic的实现需要对目标后端有深入理解。对于新后端，可能需要更全面的教程和库支持。本文仅展示了Intrinsic的基本使用，还有待进一步完善，特别是对于新指令的添加和Intrinsic框架的构建。总的来说，Intrinsic是LLVM后端优化的一种工具，通过它，开发者可以在源代码层面更直观地表达复杂的底层操作，提升编译效率和代码可读性。

intrinsic函数的命名规则是，以llvm开头，且始终表示外部函数，不能直接调用其地址，因为它们是LLVM语言的一部分。重载的intrinsic函数通过在函数名中添加后缀来区分，如`llvm.ctPOP.i8`和`llvm.ctpop.i29`，后缀只应用于重载的参数或结果类型。

LLVMMatchType是传递Intrinsic数据类型的类，它指定了数据类型是另一个参数的类型，添加的int num表示除去所有的固定类型之外的其他类型的索引。

本文讨论了 LLVM 后端编译器组件，特别是与 ARM/x86 目标平台相关的实现。TVM 生成的代码会通过 LLVM 继续编译和优化。LLVM Intrinsic function（内置函数）是指 LLVMD 的函数 API，通常性能较好，因为它们被优化以直接映射到底层硬件。

`这句，Clang将`__builtin_ia32_subborrow_u32`函数调用转换为对LLVM intrinsic function `@llvm.x8subborrow.32`的调用。同样，该函数内置在LLVM中，其实现写死在LLVM后端代码生成中，在LLVM IR层面没有声明或定义。接下来，我们来看LLVM后端代码生成如何处理`@llvm.x8subborrow.32`函数。

解密数据仓库LLVM技术神奇之处

1、LLVM技术在数据仓库中的神奇之处在于以下几个方面：统一的中间表示：LLVM为不同编程语言提供了一个统一的中间表示层，这使得编译器前端与后端之间的接口更加标准化和灵活。这种设计简化了编译器的开发，并为后续的优化工作提供了便利。模块化的后端支持：LLVM具有高度模块化的后端设计，可以针对不同硬件平台生成高效的机器码。

LLVM源码编译及调试

LLVM支持多种后端target，可以通过查看LLVM的文档或源码了解支持的后端。使用前端编译器生成LLVM IR：编写C/C++代码并使用clang编译器将其编译为LLVM IR。使用LLVM工具进行调试：使用LLC工具将LLVM IR转换为目标机器的汇编代码。使用其他LLVM工具进行调试和分析。

使用VSCode的“打开”功能，选择远程机器上的LLVM项目目录进行导入。源码编译：在llvmproject目录下创建一个build文件夹。使用CMake进行编译配置，并在VSCode的tasks.json文件中配置合适的构建任务。调试配置：创建launch.json文件，配置调试设置，包括断点和调试器的使用。根据需要为特定的LLVM后端设置断点。

以下是编译配置的步骤：第一步：下载 LLVM 的源码。确保已安装 git，若未安装，请执行 sudo apt-Get install git。创建名为 LLVM 的文件夹存放 LLVM 源码，并将源码文件夹命名为 llvm-project。接着，通过 git 下载 LLVM 源码。第二步：建立用于 LLVM 编译的文件夹。

Impala 使用的 LLVM JIT，首先通过 Clang 将源码编译成了 LLVM IR 文件，然后通过脚本将 IR 文件装成可加载的二进制文件，BE 进程在运行过程中，通过 LLVM 的加载接口，把二进制文件加载进来使用。

LLVM(MLIR)安装编译

第一步：下载 LLVM 的源码。确保已安装 git，若未安装，请执行 sudo apt-get install git。创建名为 LLVM 的文件夹存放 LLVM 源码，并将源码文件夹命名为 llvm-project。接着，通过 git 下载 LLVM 源码。第二步：建立用于 LLVM 编译的文件夹。

OpenAI Triton MLIR的源码编译步骤如下：访问并克隆代码库：首先，访问Triton的官方网站，找到其官方代码库。使用git clone命令克隆代码库到本地，以便进行后续的编译操作。安装依赖：LLVM：作为Triton的核心后端，LLVM的安装至关重要。确保LLVM的版本与Triton兼容，并按照官方文档进行编译安装。

在构建编译器的过程中，将方言翻译到LLVM的策略为走向代码生成的关键步骤。此过程涉及到将源代码的表示转换为执行代码的中间表示，以便进一步优化并最终生成可执行文件。在MLIR中，实现这一目标的方法是利用LLVM方言，这是一种预定义的模式集合，允许从源语言到目标语言的转换。

接下来，将LLVM与pybind11分别编译安装，通过手动配置指定路径，确保编译过程顺利进行。LLVM的安装对于基于Triton进行二次开发的工程师和研究人员至关重要，因为它为Triton提供了强大的计算基础。在特定的commit ID下编译Triton，确保与后续版本兼容。

在构建编译器过程中使用MLIR的要点如下：玩具语言IR方言的定义：使用TableGen以声明性方式指定方言。方言的详细信息，包括摘要、描述、名称和C++命名空间，都通过TableGen指定。TableGen是LLVM中用于生成C++代码的声明性语言。

MLIR是一种旨在解决复杂问题中抽象化需求的多层级、通用中间表示。以下是MLIR的简介：位置与独立性：MLIR位于LLVM的中间层，独立于目标平台和语言。它用于编译器优化和代码生成，提供了在不同硬件平台上编译代码的灵活性。设计目标：MLIR旨在实现可复用和可扩展的编译器架构，解决多套代码碎片化问题。