[backend]继续增强寄存器分配器健壮性

src/include/backend/RISCv64/RISCv64BasicBlockAlloc.h

@@ -0,0 +1,61 @@
+#ifndef RISCV64_BASICBLOCKALLOC_H
+#define RISCV64_BASICBLOCKALLOC_H
+
+#include "RISCv64LLIR.h"
+#include "RISCv64ISel.h"
+#include <set>
+#include <map>
+#include <vector>
+
+namespace sysy {
+
+/**
+ * @class RISCv64BasicBlockAlloc
+ * @brief 一个有状态的、基本块级的贪心寄存器分配器。
+ *
+ * 该分配器作为简单但可靠的实现，它逐个处理基本块，并在块内尽可能地
+ * 将虚拟寄存器的值保留在物理寄存器中，以减少不必要的内存访问。
+ */
+class RISCv64BasicBlockAlloc {
+public:
+    RISCv64BasicBlockAlloc(MachineFunction* mfunc);
+    void run();
+
+private:
+    void computeLiveness();
+    void processBasicBlock(MachineBasicBlock* mbb);
+    void assignStackSlotsForAllVRegs();
+    
+    // 核心分配函数
+    PhysicalReg ensureInReg(unsigned vreg, std::vector<std::unique_ptr<MachineInstr>>& new_instrs);
+    PhysicalReg allocReg(unsigned vreg, std::vector<std::unique_ptr<MachineInstr>>& new_instrs);
+    PhysicalReg findFreeReg(bool is_fp);
+    PhysicalReg spillReg(bool is_fp, std::vector<std::unique_ptr<MachineInstr>>& new_instrs);
+
+    // 状态跟踪（每个基本块开始时都会重置）
+    std::map<unsigned, PhysicalReg> vreg_to_preg; // 当前vreg到物理寄存器的映射
+    std::map<PhysicalReg, unsigned> preg_to_vreg; // 反向映射
+    std::set<PhysicalReg> dirty_pregs;      // 被修改过、需要写回的物理寄存器
+
+    // 分配器全局信息
+    MachineFunction* MFunc;
+    RISCv64ISel* ISel;
+    std::map<unsigned, PhysicalReg> abi_vreg_map; // 函数参数的ABI寄存器映射
+
+    // 寄存器池和循环索引
+    std::vector<PhysicalReg> int_temps;
+    std::vector<PhysicalReg> fp_temps;
+    int int_temp_idx = 0;
+    int fp_temp_idx = 0;
+
+    // 辅助函数
+    PhysicalReg getNextIntTemp();
+    PhysicalReg getNextFpTemp();
+
+    // 活性分析结果
+    std::map<const MachineBasicBlock*, std::set<unsigned>> live_out;
+};
+
+} // namespace sysy
+
+#endif // RISCV64_BASICBLOCKALLOC_H

src/include/backend/RISCv64/RISCv64LLIR.h

@@ -255,6 +255,19 @@ public:
     void addOperand(std::unique_ptr<MachineOperand> operand) {
         operands.push_back(std::move(operand));
     }
+    /**
+     * @brief （为紧急溢出模式添加）将指令中所有对特定虚拟寄存器的引用替换为指定的物理寄存器。
+     * * @param old_vreg 需要被替换的虚拟寄存器号。
+     * @param preg 用于替换的物理寄存器。
+     */
+    void replaceVRegWithPReg(unsigned old_vreg, PhysicalReg preg);
+
+    /**
+     * @brief （为常规溢出模式添加）根据提供的映射表，重映射指令中的虚拟寄存器。
+     * * @param use_remap 一个从旧vreg到新vreg的映射，用于指令的use操作数。
+     * @param def_remap 一个从旧vreg到新vreg的映射，用于指令的def操作数。
+     */
+    void remapVRegs(const std::map<unsigned, unsigned>& use_remap, const std::map<unsigned, unsigned>& def_remap);
 private:
     RVOpcodes opcode;
     std::vector<std::unique_ptr<MachineOperand>> operands;
@@ -319,6 +332,22 @@ private:
     std::vector<std::unique_ptr<MachineBasicBlock>> blocks;
     StackFrameInfo frame_info;
 };
+inline bool isMemoryOp(RVOpcodes opcode) {
+    switch (opcode) {
+        case RVOpcodes::LB: case RVOpcodes::LH: case RVOpcodes::LW: case RVOpcodes::LD:
+        case RVOpcodes::LBU: case RVOpcodes::LHU: case RVOpcodes::LWU:
+        case RVOpcodes::SB: case RVOpcodes::SH: case RVOpcodes::SW: case RVOpcodes::SD:
+        case RVOpcodes::FLW:
+        case RVOpcodes::FSW:
+        case RVOpcodes::FLD:
+        case RVOpcodes::FSD:
+            return true;
+        default:
+            return false;
+    }
+}
+
+void getInstrUseDef(const MachineInstr* instr, std::set<unsigned>& use, std::set<unsigned>& def);
 
 } // namespace sysy
 

src/include/backend/RISCv64/RISCv64LinearScan.h

@@ -36,7 +36,7 @@ struct LiveInterval {
 class RISCv64LinearScan {
 public:
     RISCv64LinearScan(MachineFunction* mfunc);
-    void run();
+    bool run();
 
 private:
     // --- 核心算法流程 ---
@@ -45,11 +45,9 @@ private:
     bool linearScan();
     void rewriteProgram();
     void applyAllocation();
-    void chooseRegForInterval(LiveInterval* current);
     void spillAtInterval(LiveInterval* current);
     
     // --- 辅助函数 ---
-    void getInstrUseDef(const MachineInstr* instr, std::set<unsigned>& use, std::set<unsigned>& def);
     bool isFPVReg(unsigned vreg) const;
     void collectUsedCalleeSavedRegs();
 
@@ -66,11 +64,12 @@ private:
     
     std::set<unsigned> spilled_vregs; // 记录在本轮被决定溢出的vreg
 
+    bool conservative_spill_mode = false;
+    const PhysicalReg SPILL_TEMP_REG = PhysicalReg::T4;
+
     // --- 寄存器池和分配结果 ---
     std::vector<PhysicalReg> allocable_int_regs;
     std::vector<PhysicalReg> allocable_fp_regs;
-    std::set<PhysicalReg> free_int_regs;
-    std::set<PhysicalReg> free_fp_regs;
     std::map<unsigned, PhysicalReg> vreg_to_preg_map;
     std::map<unsigned, PhysicalReg> abi_vreg_map;