问LLVM/CLANG CPU体系结构的选择

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我赞成使用LCC的建议。我在这个自制的16位RISC项目中使用了它：http://fpgacpu.org/xsoc/cc.html。

我认为无论是构建8位变体并使用3加载项增加IP，还是使用24位变体并在硬件上完成全部工作，都不应该有太大的区别。您可以在汇编程序中隐藏差异。

如果您看我上面的文章，或者这里的一个更简单的CPU：http://fpgacpu.org/papers/soc-gr0040-paper.pdf，您将看到您真的不需要那么多操作符/指令来覆盖整数C重复线。实际上，有一个lcc实用程序(ops)来打印给定机器的min操作符集。

有关更多信息，请参阅我关于将lcc移植到新机器的文章：http://www.fpgacpu.org/usenet/lcc.html

一旦我移植了lcc，我就编写了一个汇编程序，它从基本的汇编程序中合成了一个更大的指令累进。例如，我的机器有加载字节无符号但没有加载字节签名，所以我发出了以下序列：

lbs rd,imm(rs) ->
  lbu rd,imm(rs)
  lea r1,0x80
  xor rd,r1
  sub rd,r1

所以我认为你可以通过这个最小的行动：

  registers
  load register with constant
  load rd = *rs
  store *rs1 = rs2
  + - (w/ w/o carry)    // actually can to + with - and ^
  >> 1                  // << 1 is just +
  & ^                   // (synthesize ~ from ^, | from & and ^)
  jump-and-link rd,rs   // rd = pc, pc = rs
  skip-z/nz/n/nn rs     // skip next insn on rs==0, !=0, <0, >=0

更简单的做法是没有寄存器(或者与内存等效的模糊寄存器--所有寄存器都有一个内存地址)。

为SP预留一个寄存器，并在编译器中编写prolog/epilog处理程序，您就不必担心堆栈指令了。只有代码来存储每个被调用的保存寄存器，根据帧大小调整SP，等等。

中断(以及从中断返回)非常简单。您所需要做的就是强制跳转和链接指令到指令寄存器.如果您选择了类似于0的位模式，并将正确的地址放入源寄存器rs (特别是如果是r0)，则可以使用触发器复位输入或额外的力到-0和门来完成。我在上面的第二篇论文中使用了类似的技巧。

有趣的项目。我看到一场TTL / 7400竞赛正在进行中，我在想，一台机器有多简单，你能逃过一劫吗?在机器上添加32 KB或128 KB异步SRAM来保存代码和数据是作弊的。

不管怎么说，黑客很开心！

附注：

1)你会想要决定每种积分类型有多大。当然，如果您愿意，可以使char、short、int、long、long等大小相同，一个24b字，尽管它在min表示范围内不兼容。

2)虽然我在这里关注的是lcc，但您询问的是C++。我建议先说服C。一旦你弄清楚了C的东西，包括*，/，软件中的%操作符等等，那么无论是在LLVM还是在GCC，都应该更容易使用完全成熟的C++。C和C++之间的区别是“仅”处理虚拟函数调用、成员取消引用指针、动态转换、静态构造函数、异常处理等所需的额外vtable和RTTI表和代码序列(完全建立在原始C整数运算符同步器上)。

IMHO，c编译器是可能的。不过，我不太确定c++的情况。

对于8位计算机来说，LLVM/CLang是很难选择的，

相反，首先尝试lcc，然后再尝试llvm/etc，HTH。

比尔·布兹比成功地为他的魔术-1(被称为自制啤酒)重新获得lcc编译器。

虽然Magic-1的硬件设计和构建通常得到最广泛的关注，但是项目的最大部分(到目前为止)已经开发/移植了该软件。为此，我必须从头开始编写汇编程序和链接器，重定向C编译器，编写和移植标准C库，编写简化的操作系统，然后移植更复杂的操作系统。这是个挑战，但很有趣。我想我有点扭曲，但我碰巧喜欢调试困难的问题。而且，当您试图跟踪的bug可能涉及一个或多个:硬件设计缺陷、松线或断线、松散或坏的TTL芯片、汇编程序错误、链接程序错误、编译器错误、C运行时库错误，或者是程序中的一个bug，都有很多好玩的机会。哦，我也不想把虫子怪在其他人身上。

我一直很惊讶这该死的东西居然跑得那么好，更不用说跑得那么好了。

在我看来，无堆栈硬件已经不适合C和C++代码。如果您有嵌套函数调用，您将需要在软件中模拟堆栈，这当然要慢得多。

在使用无堆栈路径时，您可能会将大部分变量分配为“静态”，并且没有可重入的函数。在这种情况下，6502风格的寻址模式是有效的.例如，您可以使用以下寻址模式：

1. 即时地址(24位)作为操作码的一部分
2. 即时地址(24位)加索引寄存器(8位)
3. 间接访问:内存的直接24位地址，其中包含实际地址
4. 间接访问: 24位地址到内存，8位索引寄存器从内存中添加值。

上面概述的地址模式将允许有效地访问以固定地址(静态分配)分配的数组、结构和对象。对于动态和堆栈分配的对象，它们的效率较低(但仍然可用)。

你也会从你的串行设计中得到一些好处:通常24位+8位加法不需要24个周期，但是你可以在进位为0时缩短加法。

与直接将IP映射为寄存器不同，您可以只允许使用与上面相同的地址模式，通过goto/分支指令对其进行更改。跳转到动态计算的地址是非常罕见的，所以在操作码中直接给出整个24位地址是更有意义的。

我认为，如果您仔细设计CPU，您可以非常有效地使用许多C++功能。但是，不要期望任何随机的C++代码都会在如此有限的CPU上快速运行。