LLVM TargetPassConfig

TargetPassConfig

TargetPassConfig类是LLVM 后端添加pass入口，LLVM 框架将整个后端依次划分为指令选择、指令调度，寄存器分配等几个阶段，，如下图：

其中每个阶段包含有一个或者多个pass，LLVM后端一个重要的处理就是兼容性和模块化，为了对这些后端所加的pass进行管理，LLVM后端对上述几个比较重要的阶段封装成接口，而每个接口基本代表一个 重要阶段，每个target可以根据需要添加所需要pass,

TargetPassConfig该类为codegen中各个阶段提供了各个接口，提供主要接口如下：

接口	说明
addISelPasses	添加所有必须的从llvm IR转成生成MI的pass
addIRPasses	添加对llvm IR->IR的优化pass
addPassesToHandleExceptions	添加较低级别的各种异常pass，这些pass主要处理CodeGen中产生的各种异常
addCodeGenPrepare	在LLVM IR这个级别中添加CodeGen前准备的pass，这些pass此时还只处理IR，因此需要在addPassesToHandleExceptions之前添加
addISelPrepare	添加指令选择前的一些优化IR的pass，这个阶段也处于IR阶段，还未转换成DAG，主要优化IR
addInstSelector	添加指令选择器selector以及必要pass
addIRTranslator	添加IR转换成机器码相关pass,调用关系时addIRTranslatoràaddInstSelector
addMachinePasses	添加一套CodeGen标准所需要的pass
addMachineSSAOptimization	SSA优化所需要添加pass
addPreRegAlloc/addPostRegAlloc	分别是寄存器分配前/后所需要添加pass
addFastRegAlloc	快速分配寄存器所需要添加pass

addPassesToGenerateCode

addPassesToGenerateCode函数为添加CodeGen Pass总入口：

/// addPassesToX helper drives creation and initialization of TargetPassConfig.
static TargetPassConfig *
addPassesToGenerateCode(LLVMTargetMachine &TM, PassManagerBase &PM,
                        bool DisableVerify,
                        MachineModuleInfoWrapperPass &MMIWP) {
  // Targets may override createPassConfig to provide a target-specific
  // subclass.
  TargetPassConfig *PassConfig = TM.createPassConfig(PM);
  // Set PassConfig options provided by TargetMachine.
  PassConfig->setDisableVerify(DisableVerify);
  PM.add(PassConfig);
  PM.add(&MMIWP);

  if (PassConfig->addISelPasses())
    return nullptr;
  PassConfig->addMachinePasses();
  PassConfig->setInitialized();
  return PassConfig;
}

•  createPassConfig ：根据PM 创建对应target 的  TargetPassConfig ，每个target都会基于该类，对阶段中重要接口重新实现以实现添加独有pass，而不会影响其他target
• PassConfig->addISelPasses:添加指令选择阶段中所需要的pass 总入口
•  PassConfig->addMachinePasses(): 指令由IR 转换成机器码之后，所添加的pass,包括寄存器分配，以及机器码级别优化pass等

AMDGPU TargetPassConfig

新写一个后端时，一个重要内容就是实现该target 所需要的添加pass, 以AMDGPU为例TargetPassConfig继承关系如下：

•  AMDGPUPassConfig： 是所有AMDGPU后端所必须要添加的pass
• GCNPassConfig和 R600PassConfig分别针对的是GCN 和R600 平台。