Report/Main/Context/MontiumC.tex

   1 \section{MontiumC}
   2 \label{MontiumC}
   3 Since having just a piece of hardware is not enough, we also need some way to
   4 program the Montium. To this end, the MontiumC language was created. The
   5 MontiumC language is a language very similar to C. It allows very fine grained
   6 control over the Montium through a set of functions that can be called (where
   7 the function called determines the operation mapped on the Montium).
   8
   9 MontiumC is, on one hand, a strict subset of C. Every MontiumC program is
  10 therefore a valid C program as well. This is one of the strong points of
  11 MontiumC: By using a normal C compiler, a MontiumC program can be functionally
  12 simulated on normal hardware.
  13
  14 On the other hand, MontiumC defines a number of special functions which are
  15 mapped onto the Montium ALU when compiling with the Montium-specific
  16 backend. When compiling with a normal C compiler, these functions are
  17 implemented by a library implemented in C.
  18
  19 Figure \ref{CompilingMontiumC} shows the flow for compiling a MontiumC program
  20 into a Montium binary file, which can be loaded directly onto a Montium. The
  21 process is roughly divided into two parts (each of which corresponds to a
  22 different program in the compiler suite): The frontend and the backend.
  23
  24 The frontend takes in a MontiumC program and turns it into a lower level
  25 description of the program (the Montium intermediate representation).
  26 The frontend is responsible for mapping higher level C constructs onto
  27 simpler instructions, for canonicalizing and simplifying the code. These
  28 canonicalizations and simplifications ensure that the backend can be
  29 kept simpler and does not have to deal with all the complexities of the
  30 original program.
  31
  32 The frontend is again divided into two pieces, the first of which
  33 transforms C code into an intermediate representation (called LLVM IR).
  34 For the first part the Clang compiler, part of the LLVM project, is used
  35 mostly unmodified. See section \ref{LLVM} for an overview of the LLVM
  36 project. The second part transforms this intermediate representation
  37 into a simpler form, which is more suitable for mapping onto the Montium
  38 hardware by the backend. The output of this transformation is again in
  39 the the same format, but with a lot of additional constraints. This
  40 extra constrained format is referred to as Montium IR.
  41
  42 The backend, in turn, takes in this reduced description of the program and
  43 transforms this into a valid Montium binary. To do this, it must find an ALU
  44 configuration to execute a given set of operations, trace values to allocate
  45 them to registers, generate instructions for the adress generation units, etc.
  46
  47 \begin{figure}
  48 \epsfig{file=Img/Compiling.ps, width=\textwidth}
  49 \caption{MontiumC compilation flow}
  50 \label{CompilingMontiumC}
  51 \end{figure}