可以处理生成加法的IR

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2025-12-28 18:44:48 +08:00
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commit e941cced9b
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@@ -1,4 +1 @@
// IR 基本块:
// - 保存指令序列
// - 维护或可计算前驱/后继关系,用于 CFG 分析与优化
#include "ir/IR.h"

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@@ -1,4 +1 @@
// IR 上下文:
// - 管理类型与常量的创建/复用
// - 保存字符串常量、符号等公共资源(按需要扩展)
#include "ir/IR.h"

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@@ -1,4 +1,15 @@
// IR Function
// - 保存参数列表、基本块列表
// - 记录函数属性/元信息(按需要扩展)
#include "ir/IR.h"
namespace ir {
Function::Function(std::string name)
: Value(Type::Int32(), std::move(name)),
entry_(std::make_unique<BasicBlock>("entry")) {}
void Function::EnsureEntry() {
if (!entry_) {
entry_ = std::make_unique<BasicBlock>("entry");
}
}
} // namespace ir

144
src/ir/IR.h Normal file
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@@ -0,0 +1,144 @@
// 极简 IR 定义:足以表示 int 返回 a+b。
#pragma once
#include <memory>
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>
namespace ir {
class Type {
public:
enum class Kind { Void, Int32 };
explicit Type(Kind k) : kind_(k) {}
Kind kind() const { return kind_; }
static std::shared_ptr<Type> Void();
static std::shared_ptr<Type> Int32();
private:
Kind kind_;
};
class Value {
public:
Value(std::shared_ptr<Type> ty, std::string name)
: type_(std::move(ty)), name_(std::move(name)) {}
virtual ~Value() = default;
const std::shared_ptr<Type>& type() const { return type_; }
const std::string& name() const { return name_; }
void set_name(std::string n) { name_ = std::move(n); }
protected:
std::shared_ptr<Type> type_;
std::string name_;
};
class ConstantInt : public Value {
public:
explicit ConstantInt(int v);
int value() const { return value_; }
private:
int value_{};
};
enum class Opcode { Add, Sub, Mul, Div, Ret };
class Instruction : public Value {
public:
Instruction(Opcode op, std::shared_ptr<Type> ty, std::string name = "")
: Value(std::move(ty), std::move(name)), opcode_(op) {}
Opcode opcode() const { return opcode_; }
private:
Opcode opcode_;
};
class BinaryInst : public Instruction {
public:
BinaryInst(Opcode op, std::shared_ptr<Type> ty, Value* lhs, Value* rhs,
std::string name);
Value* lhs() const { return lhs_; }
Value* rhs() const { return rhs_; }
private:
Value* lhs_;
Value* rhs_;
};
class ReturnInst : public Instruction {
public:
explicit ReturnInst(Value* val);
Value* value() const { return value_; }
private:
Value* value_;
};
class BasicBlock {
public:
explicit BasicBlock(std::string name) : name_(std::move(name)) {}
const std::string& name() const { return name_; }
const std::vector<std::unique_ptr<Instruction>>& instructions() const {
return instructions_;
}
template <typename T, typename... Args>
T* Append(Args&&... args) {
auto inst = std::make_unique<T>(std::forward<Args>(args)...);
auto* ptr = inst.get();
instructions_.push_back(std::move(inst));
return ptr;
}
private:
std::string name_;
std::vector<std::unique_ptr<Instruction>> instructions_;
};
class Function : public Value {
public:
explicit Function(std::string name);
BasicBlock* entry() { return entry_.get(); }
const BasicBlock* entry() const { return entry_.get(); }
void EnsureEntry();
private:
std::unique_ptr<BasicBlock> entry_;
};
class Module {
public:
Function* CreateFunction(const std::string& name);
const std::vector<std::unique_ptr<Function>>& functions() const {
return functions_;
}
private:
std::vector<std::unique_ptr<Function>> functions_;
};
class IRBuilder {
public:
explicit IRBuilder(BasicBlock* bb) : insertBlock_(bb) {}
void SetInsertPoint(BasicBlock* bb) { insertBlock_ = bb; }
BasicBlock* GetInsertBlock() const { return insertBlock_; }
ConstantInt* CreateConstInt(int v);
BinaryInst* CreateBinary(Opcode op, Value* lhs, Value* rhs,
const std::string& name);
BinaryInst* CreateAdd(Value* lhs, Value* rhs, const std::string& name) {
return CreateBinary(Opcode::Add, lhs, rhs, name);
}
ReturnInst* CreateRet(Value* v);
private:
BasicBlock* insertBlock_;
};
class IRPrinter {
public:
void Print(const Module& module);
};
} // namespace ir

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@@ -1,4 +1,19 @@
// IR 构建工具:
// - 管理插入点(当前基本块/位置)
// - 提供创建各类指令的便捷接口,降低 IRGen 复杂度
#include "ir/IR.h"
namespace ir {
ConstantInt* IRBuilder::CreateConstInt(int v) {
// 常量不需要挂在基本块里,直接返回局部对象指针。
return new ConstantInt(v);
}
BinaryInst* IRBuilder::CreateBinary(Opcode op, Value* lhs, Value* rhs,
const std::string& name) {
return insertBlock_->Append<BinaryInst>(op, Type::Int32(), lhs, rhs, name);
}
ReturnInst* IRBuilder::CreateRet(Value* v) {
return insertBlock_->Append<ReturnInst>(v);
}
} // namespace ir

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@@ -1,4 +1,55 @@
// IR 文本输出:
// - 将 IR 打印为 .ll 风格的文本
// - 支撑调试与测试对比diff
#include "ir/IR.h"
#include <iostream>
namespace ir {
static const char* OpcodeToString(Opcode op) {
switch (op) {
case Opcode::Add:
return "add";
case Opcode::Sub:
return "sub";
case Opcode::Mul:
return "mul";
case Opcode::Div:
return "div";
case Opcode::Ret:
return "ret";
}
return "?";
}
void IRPrinter::Print(const Module& module) {
for (const auto& func : module.functions()) {
std::cout << "define i32 @" << func->name() << "() {\n";
const auto* bb = func->entry();
if (!bb) {
std::cout << "}\n";
continue;
}
for (const auto& instPtr : bb->instructions()) {
const auto* inst = instPtr.get();
switch (inst->opcode()) {
case Opcode::Add:
case Opcode::Sub:
case Opcode::Mul:
case Opcode::Div: {
auto* bin = static_cast<const BinaryInst*>(inst);
std::cout << " " << bin->name() << " = " << OpcodeToString(bin->opcode())
<< " " << bin->lhs()->name() << ", " << bin->rhs()->name()
<< "\n";
break;
}
case Opcode::Ret: {
auto* ret = static_cast<const ReturnInst*>(inst);
std::cout << " ret " << ret->value()->name() << "\n";
break;
}
}
}
std::cout << "}\n";
}
}
} // namespace ir

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@@ -1,4 +1,12 @@
// IR 指令体系:
// - 二元运算/比较、load/store、call、br/condbr、ret、phi、alloca 等
// - 指令操作数与结果类型管理,支持打印与优化
#include "ir/IR.h"
namespace ir {
BinaryInst::BinaryInst(Opcode op, std::shared_ptr<Type> ty, Value* lhs,
Value* rhs, std::string name)
: Instruction(op, std::move(ty), std::move(name)), lhs_(lhs), rhs_(rhs) {}
ReturnInst::ReturnInst(Value* val)
: Instruction(Opcode::Ret, Type::Void(), ""), value_(val) {}
} // namespace ir

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@@ -1,4 +1,10 @@
// IR Module
// - 保存全局变量与函数列表
// - 维护与目标相关的模块级信息(如需要)与符号表
#include "ir/IR.h"
namespace ir {
Function* Module::CreateFunction(const std::string& name) {
functions_.push_back(std::make_unique<Function>(name));
return functions_.back().get();
}
} // namespace ir

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@@ -1,4 +1,16 @@
// IR 类型系统:
// - i32/f32/void、指针、数组、函数类型等
// - 按 SysY 支持范围裁剪并逐步补齐
// 极简类型系统:仅支持 void 与 i32。
#include "ir/IR.h"
namespace ir {
std::shared_ptr<Type> Type::Void() {
static auto ty = std::make_shared<Type>(Kind::Void);
return ty;
}
std::shared_ptr<Type> Type::Int32() {
static auto ty = std::make_shared<Type>(Kind::Int32);
return ty;
}
} // namespace ir

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@@ -1,4 +1,9 @@
// SSA 值体系抽象:
// - 常量、参数、指令结果等统一为 Value
// - 提供类型信息与使用/被使用关系(按需要实现)
#include "ir/IR.h"
namespace ir {
ConstantInt::ConstantInt(int v) : Value(Type::Int32(), ""), value_(v) {
set_name(std::to_string(v));
}
} // namespace ir

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@@ -1,4 +1 @@
// 支配树分析:
// - 构建/查询 Dominator Tree 及相关关系
// - 为 mem2reg、CFG 优化与循环分析提供基础能力
#include <vector>

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@@ -1,4 +1 @@
// 循环分析:
// - 识别循环结构与层级关系
// - 为后续优化(可选)提供循环信息
#include <vector>

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@@ -1,4 +1 @@
// CFG 简化:
// - 删除不可达块、合并空块、简化分支等
// - 改善 IR 结构,便于后续优化与后端生成
#include <vector>

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@@ -1,4 +1 @@
// IR 常量折叠:
// - 折叠可判定的常量表达式
// - 简化常量控制流分支(按实现范围裁剪)
#include <vector>

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@@ -1,4 +1 @@
// 死代码删除DCE
// - 删除无用指令与无用基本块
// - 通常与 CFG 简化配合使用
#include <vector>

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@@ -1,4 +1 @@
// Mem2RegSSA 构造):
// - 将局部变量的 alloca/load/store 提升为 SSA 形式
// - 插入 PHI 并重写使用,依赖支配树等分析
#include <vector>

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@@ -1,4 +1 @@
// IR Pass 管理:
// - 按优化级别组织优化 pipeline
// - 统一运行 pass、统计与调试输出按需要扩展
#include <vector>