Merge branch 'midend' into backend

src/include/midend/SysYIRGenerator.h

@@ -86,7 +86,60 @@ private:
     case LPAREN: case RPAREN: return 0; // Parentheses have lowest precedence for stack logic
     default: return -1; // Unknown operator
     }
-  }
+  };
+
+  struct ExpKey {
+    BinaryOp op;  ///< 操作符
+    Value *left;  ///< 左操作数
+    Value *right; ///< 右操作数
+    ExpKey(BinaryOp op, Value *left, Value *right) : op(op), left(left), right(right) {}
+
+    bool operator<(const ExpKey &other) const {
+      if (op != other.op)
+        return op < other.op; ///< 比较操作符
+      if (left != other.left)
+        return left < other.left; ///< 比较左操作
+      return right < other.right; ///< 比较右操作数
+    } ///< 重载小于运算符用于比较ExpKey
+  };
+
+  struct UnExpKey {
+    BinaryOp op;    ///< 一元操作符
+    Value *operand; ///< 操作数
+    UnExpKey(BinaryOp op, Value *operand) : op(op), operand(operand) {}
+
+    bool operator<(const UnExpKey &other) const {
+      if (op != other.op)
+        return op < other.op;         ///< 比较操作符
+      return operand < other.operand; ///< 比较操作数
+    } ///< 重载小于运算符用于比较UnExpKey
+  };
+
+  struct GEPKey {
+    Value *basePointer;
+    std::vector<Value *> indices;
+
+    // 为 std::map 定义比较运算符，使得 GEPKey 可以作为键
+    bool operator<(const GEPKey &other) const {
+      if (basePointer != other.basePointer) {
+        return basePointer < other.basePointer;
+      }
+      // 逐个比较索引，确保顺序一致
+      if (indices.size() != other.indices.size()) {
+        return indices.size() < other.indices.size();
+      }
+      for (size_t i = 0; i < indices.size(); ++i) {
+        if (indices[i] != other.indices[i]) {
+          return indices[i] < other.indices[i];
+        }
+      }
+      return false; // 如果 basePointer 和所有索引都相同，则认为相等
+    }
+  };
+  std::map<GEPKey, Value*> availableGEPs; ///< 用于存储 GEP 的缓存
+  std::map<ExpKey, Value*> availableBinaryExpressions;
+  std::map<UnExpKey, Value*> availableUnaryExpressions;
+  std::map<Value*, Value*> availableLoads;
 
 public:
   SysYIRGenerator() = default;
@@ -167,6 +220,15 @@ public:
   Value* computeExp(SysYParser::ExpContext *ctx, Type* targetType = nullptr);
   Value* computeAddExp(SysYParser::AddExpContext *ctx, Type* targetType = nullptr);
   void compute();
+
+  // 参数是发生 store 操作的目标地址/变量的 Value*
+  void invalidateExpressionsOnStore(Value* storedAddress);
+
+  // 清除因函数调用而失效的表达式缓存（保守策略）
+  void invalidateExpressionsOnCall();
+
+  // 在进入新的基本块时清空所有表达式缓存
+  void enterNewBasicBlock();
 public:
   // 获取GEP指令的地址
   Value* getGEPAddressInst(Value* basePointer, const std::vector<Value*>& indices);

src/midend/SysYIRGenerator.cpp

@@ -38,6 +38,116 @@ std::pair<long long, int> calculate_signed_magic(int d) {
     return {m, k};
 }
 
+// 清除因函数调用而失效的表达式缓存（保守策略）
+void SysYIRGenerator::invalidateExpressionsOnCall() {
+  availableBinaryExpressions.clear();
+  availableUnaryExpressions.clear();
+  availableLoads.clear();
+  availableGEPs.clear();
+}
+
+// 在进入新的基本块时清空所有表达式缓存
+void SysYIRGenerator::enterNewBasicBlock() {
+  availableBinaryExpressions.clear();
+  availableUnaryExpressions.clear();
+  availableLoads.clear();
+  availableGEPs.clear();
+}
+
+// 清除因变量赋值而失效的表达式缓存
+// @param storedAddress: store 指令的目标地址 (例如 AllocaInst* 或 GEPInst*)
+void SysYIRGenerator::invalidateExpressionsOnStore(Value *storedAddress) {
+  // 遍历二元表达式缓存，移除受影响的条目
+  // 创建一个临时列表来存储要移除的键，避免在迭代时修改容器
+  std::vector<ExpKey> binaryKeysToRemove;
+  for (const auto &pair : availableBinaryExpressions) {
+    // 检查左操作数
+    // 如果左操作数是 LoadInst，并且它从 storedAddress 加载
+    if (auto loadInst = dynamic_cast<LoadInst *>(pair.first.left)) {
+      if (loadInst->getPointer() == storedAddress) {
+        binaryKeysToRemove.push_back(pair.first);
+        continue; // 这个表达式已标记为移除，跳到下一个
+      }
+    }
+    // 如果左操作数本身就是被存储的地址 (例如，将一个地址值直接作为操作数，虽然不常见)
+    if (pair.first.left == storedAddress) {
+      binaryKeysToRemove.push_back(pair.first);
+      continue;
+    }
+
+    // 检查右操作数，逻辑同左操作数
+    if (auto loadInst = dynamic_cast<LoadInst *>(pair.first.right)) {
+      if (loadInst->getPointer() == storedAddress) {
+        binaryKeysToRemove.push_back(pair.first);
+        continue;
+      }
+    }
+    if (pair.first.right == storedAddress) {
+      binaryKeysToRemove.push_back(pair.first);
+      continue;
+    }
+  }
+  // 实际移除条目
+  for (const auto &key : binaryKeysToRemove) {
+    availableBinaryExpressions.erase(key);
+  }
+
+  // 遍历一元表达式缓存，移除受影响的条目
+  std::vector<UnExpKey> unaryKeysToRemove;
+  for (const auto &pair : availableUnaryExpressions) {
+    // 检查操作数
+    if (auto loadInst = dynamic_cast<LoadInst *>(pair.first.operand)) {
+      if (loadInst->getPointer() == storedAddress) {
+        unaryKeysToRemove.push_back(pair.first);
+        continue;
+      }
+    }
+    if (pair.first.operand == storedAddress) {
+      unaryKeysToRemove.push_back(pair.first);
+      continue;
+    }
+  }
+  // 实际移除条目
+  for (const auto &key : unaryKeysToRemove) {
+    availableUnaryExpressions.erase(key);
+  }
+  availableLoads.erase(storedAddress);
+
+  std::vector<GEPKey> gepKeysToRemove;
+  for (const auto &pair : availableGEPs) {
+    // 检查 GEP 的基指针是否受存储影响
+    if (auto loadInst = dynamic_cast<LoadInst *>(pair.first.basePointer)) {
+        if (loadInst->getPointer() == storedAddress) {
+            gepKeysToRemove.push_back(pair.first);
+            continue; // 标记此GEP为移除，跳过后续检查
+        }
+    }
+    // 如果基指针本身就是存储的目标地址 (不常见，但可能)
+    if (pair.first.basePointer == storedAddress) {
+        gepKeysToRemove.push_back(pair.first);
+        continue;
+    }
+
+    // 检查 GEP 的每个索引是否受存储影响
+    for (const auto &indexVal : pair.first.indices) {
+        if (auto loadInst = dynamic_cast<LoadInst *>(indexVal)) {
+            if (loadInst->getPointer() == storedAddress) {
+                gepKeysToRemove.push_back(pair.first);
+                break; // 标记此GEP为移除，并跳出内部循环
+            }
+        }
+        // 如果索引本身就是存储的目标地址
+        if (indexVal == storedAddress) {
+            gepKeysToRemove.push_back(pair.first);
+            break;
+        }
+    }
+  }
+  // 实际移除条目
+  for (const auto &key : gepKeysToRemove) {
+    availableGEPs.erase(key);
+  }
+}
 
 // std::vector<Value*> BinaryValueStack;  ///< 用于存储value的栈
 // std::vector<int> BinaryOpStack;  ///< 用于存储二元表达式的操作符栈 
@@ -267,46 +377,56 @@ void SysYIRGenerator::compute() {
           }
         } else {
           // 否则，创建相应的IR指令
-          if (commonType == Type::getIntType()) {
+          ExpKey currentExpKey(static_cast<BinaryOp>(op), lhs, rhs);
-            switch (op) {
+          auto it = availableBinaryExpressions.find(currentExpKey);
-            case BinaryOp::ADD: resultValue = builder.createAddInst(lhs, rhs); break;
+
-            case BinaryOp::SUB: resultValue = builder.createSubInst(lhs, rhs); break;
+          if (it != availableBinaryExpressions.end()) {
-            case BinaryOp::MUL: resultValue = builder.createMulInst(lhs, rhs); break;
+            // 在缓存中找到，重用结果
-            case BinaryOp::DIV: {
+            resultValue = it->second;
-              ConstantInteger *rhsConst = dynamic_cast<ConstantInteger *>(rhs);
+          } else {
-              if (rhsConst) {
+            if (commonType == Type::getIntType()) {
-                int divisor = rhsConst->getInt();
+              switch (op) {
-                if (divisor > 0 && (divisor & (divisor - 1)) == 0) {
+              case BinaryOp::ADD: resultValue = builder.createAddInst(lhs, rhs); break;
-                  int shift = 0;
+              case BinaryOp::SUB: resultValue = builder.createSubInst(lhs, rhs); break;
-                  int temp = divisor;
+              case BinaryOp::MUL: resultValue = builder.createMulInst(lhs, rhs); break;
-                  while (temp > 1) {
+              case BinaryOp::DIV: {
-                    temp >>= 1;
+                ConstantInteger *rhsConst = dynamic_cast<ConstantInteger *>(rhs);
-                    shift++;
+                if (rhsConst) {
+                  int divisor = rhsConst->getInt();
+                  if (divisor > 0 && (divisor & (divisor - 1)) == 0) {
+                    int shift = 0;
+                    int temp = divisor;
+                    while (temp > 1) {
+                      temp >>= 1;
+                      shift++;
+                    }
+                    resultValue = builder.createSRAInst(lhs, ConstantInteger::get(shift));
+                  } else {
+                    resultValue = builder.createDivInst(lhs, rhs);
                   }
-                  resultValue = builder.createSRAInst(lhs, ConstantInteger::get(shift));
                 } else {
                   resultValue = builder.createDivInst(lhs, rhs);
                 }
-              } else {
+                break;
-                resultValue = builder.createDivInst(lhs, rhs);
               }
-              break;
+              case BinaryOp::MOD: resultValue = builder.createRemInst(lhs, rhs); break;
-            }
+              }
-            case BinaryOp::MOD: resultValue = builder.createRemInst(lhs, rhs); break;
+            } else if (commonType == Type::getFloatType()) {
-            }
+              switch (op) {
-          } else if (commonType == Type::getFloatType()) {
+              case BinaryOp::ADD: resultValue = builder.createFAddInst(lhs, rhs); break;
-            switch (op) {
+              case BinaryOp::SUB: resultValue = builder.createFSubInst(lhs, rhs); break;
-            case BinaryOp::ADD: resultValue = builder.createFAddInst(lhs, rhs); break;
+              case BinaryOp::MUL: resultValue = builder.createFMulInst(lhs, rhs); break;
-            case BinaryOp::SUB: resultValue = builder.createFSubInst(lhs, rhs); break;
+              case BinaryOp::DIV: resultValue = builder.createFDivInst(lhs, rhs); break;
-            case BinaryOp::MUL: resultValue = builder.createFMulInst(lhs, rhs); break;
+              case BinaryOp::MOD:
-            case BinaryOp::DIV: resultValue = builder.createFDivInst(lhs, rhs); break;
+                std::cerr << "Error: Modulo operator not supported for float types." << std::endl;
-            case BinaryOp::MOD:
+                return;
-              std::cerr << "Error: Modulo operator not supported for float types." << std::endl;
+              }
+            } else {
+              std::cerr << "Error: Unsupported type for binary instruction." << std::endl;
               return;
             }
-          } else {
+            // 将新创建的指令结果添加到缓存
-            std::cerr << "Error: Unsupported type for binary instruction." << std::endl;
+            availableBinaryExpressions[currentExpKey] = resultValue;
-            return;
           }
         }
         break;
@@ -358,36 +478,45 @@ void SysYIRGenerator::compute() {
             return;
           }
         } else {
-          // 否则，创建相应的IR指令
+          // 否则，创建相应的IR指令 (在这里应用CSE)
-          switch (op) {
+          UnExpKey currentUnExpKey(static_cast<BinaryOp>(op), operand);
-          case BinaryOp::PLUS:
+          auto it = availableUnaryExpressions.find(currentUnExpKey);
-            resultValue = operand; // 一元加指令通常直接返回操作数
+          if (it != availableUnaryExpressions.end()) {
-            break;
+            // 在缓存中找到，重用结果
-          case BinaryOp::NEG: {
+            resultValue = it->second;
-            if (commonType == sysy::Type::getIntType()) {
+          } else {
-              resultValue = builder.createNegInst(operand);
+            switch (op) {
-            } else if (commonType == sysy::Type::getFloatType()) {
+              case BinaryOp::PLUS:
-              resultValue = builder.createFNegInst(operand);
+                resultValue = operand; // 一元加指令通常直接返回操作数
-            } else {
+                break;
-              std::cerr << "Error: Negation not supported for operand type." << std::endl;
+              case BinaryOp::NEG: {
-              return;
+                if (commonType == sysy::Type::getIntType()) {
+                  resultValue = builder.createNegInst(operand);
+                } else if (commonType == sysy::Type::getFloatType()) {
+                  resultValue = builder.createFNegInst(operand);
+                } else {
+                  std::cerr << "Error: Negation not supported for operand type." << std::endl;
+                  return;
+                }
+                break;
+              }
+              case BinaryOp::NOT:
+                // 逻辑非
+                if (commonType == sysy::Type::getIntType()) {
+                  resultValue = builder.createNotInst(operand);
+                } else if (commonType == sysy::Type::getFloatType()) {
+                  resultValue = builder.createFNotInst(operand);
+                } else {
+                  std::cerr << "Error: Logical NOT not supported for operand type." << std::endl;
+                  return;
+                }
+                break;
+              default:
+                std::cerr << "Error: Unknown unary operator for instructions: " << op << std::endl;
+                return;
             }
-            break;
+            // 将新创建的指令结果添加到缓存
-          }
+            availableUnaryExpressions[currentUnExpKey] = resultValue;
-          case BinaryOp::NOT:
-            // 逻辑非
-            if (commonType == sysy::Type::getIntType()) {
-              resultValue = builder.createNotInst(operand);
-            } else if (commonType == sysy::Type::getFloatType()) {
-              resultValue = builder.createFNotInst(operand);
-            } else {
-              std::cerr << "Error: Logical NOT not supported for operand type." << std::endl;
-              return;
-            }
-            break;
-          default:
-            std::cerr << "Error: Unknown unary operator for instructions: " << op << std::endl;
-            return;
           }
         }
         break;
@@ -529,7 +658,19 @@ Value* SysYIRGenerator::getGEPAddressInst(Value* basePointer, const std::vector<
     // `indices` 向量现在由调用方（如 visitLValue, visitVarDecl, visitAssignStmt）负责完整准备，
     // 包括是否需要添加初始的 `0` 索引。
     // 所以这里直接将其传递给 `builder.createGetElementPtrInst`。
-    return builder.createGetElementPtrInst(basePointer, indices);
+    GEPKey key = {basePointer, indices};
+
+    // 尝试从缓存中查找
+    auto it = availableGEPs.find(key);
+    if (it != availableGEPs.end()) {
+        return it->second; // 缓存命中，返回已有的 GEPInst*
+    }
+
+    // 缓存未命中，创建新的 GEPInst
+    Value* gepInst = builder.createGetElementPtrInst(basePointer, indices); // 假设 builder 提供了 createGEPInst 方法
+    availableGEPs[key] = gepInst; // 将新的 GEPInst* 加入缓存
+
+    return gepInst;
 }
 
 /*
@@ -628,7 +769,13 @@ std::any SysYIRGenerator::visitConstDecl(SysYParser::ConstDeclContext *ctx) {
 
     // 显式地为局部常量在栈上分配空间
     // alloca 的类型将是指针指向常量类型，例如 `int*` 或 `int[2][3]*`
+    // 将alloca全部集中到entry中
+    auto entry = builder.getBasicBlock()->getParent()->getEntryBlock();
+    auto it = builder.getPosition();
+    auto nowblk = builder.getBasicBlock();
+    builder.setPosition(entry, entry->terminator());
     AllocaInst *alloca = builder.createAllocaInst(Type::getPointerType(variableType), name);
+    builder.setPosition(nowblk, it);
 
     ArrayValueTree *root = std::any_cast<ArrayValueTree *>(constDef->constInitVal()->accept(this));
     ValueCounter values;
@@ -785,8 +932,12 @@ std::any SysYIRGenerator::visitVarDecl(SysYParser::VarDeclContext *ctx) {
 
     // 对于数组，alloca 的类型将是指针指向数组类型，例如 `int[2][3]*`
     // 对于标量，alloca 的类型将是指针指向标量类型，例如 `int*`
-    AllocaInst* alloca =
+    auto entry = builder.getBasicBlock()->getParent()->getEntryBlock();
-        builder.createAllocaInst(Type::getPointerType(variableType), name);
+    auto it = builder.getPosition();
+    auto nowblk = builder.getBasicBlock();
+    builder.setPosition(entry, entry->terminator());
+    AllocaInst *alloca = builder.createAllocaInst(Type::getPointerType(variableType), name);
+    builder.setPosition(nowblk, it);
 
     if (varDef->initVal() != nullptr) {
       ValueCounter values;
@@ -988,6 +1139,8 @@ std::any SysYIRGenerator::visitFuncType(SysYParser::FuncTypeContext *ctx) {
 std::any SysYIRGenerator::visitFuncDef(SysYParser::FuncDefContext *ctx){
   // 更新作用域
   module->enterNewScope();
+  // 清除CSE缓存
+  enterNewBasicBlock();
 
   auto name = ctx->Ident()->getText();
   std::vector<Type *> paramActualTypes;
@@ -1143,7 +1296,16 @@ std::any SysYIRGenerator::visitAssignStmt(SysYParser::AssignStmtContext *ctx) {
     if (AllocaInst *alloc = dynamic_cast<AllocaInst *>(variable)) {
       Type* allocatedType = alloc->getType()->as<PointerType>()->getBaseType(); 
       if (allocatedType->isPointer()) {
-        gepBasePointer = builder.createLoadInst(alloc); 
+        // 尝试从缓存中获取 builder.createLoadInst(alloc) 的结果
+        auto it = availableLoads.find(alloc);
+        if (it != availableLoads.end()) {
+            gepBasePointer = it->second; // 缓存命中，重用
+        } else {
+            gepBasePointer = builder.createLoadInst(alloc); // 缓存未命中，创建新的 LoadInst
+            availableLoads[alloc] = gepBasePointer; // 将结果加入缓存
+        }
+        // --- CSE 结束 ---
+        // gepBasePointer = builder.createLoadInst(alloc);
         gepIndices = indices; 
       } else {
         gepBasePointer = alloc;
@@ -1205,9 +1367,9 @@ std::any SysYIRGenerator::visitAssignStmt(SysYParser::AssignStmtContext *ctx) {
       }
     }
   }
-
+  
   builder.createStoreInst(RValue, LValue);
-
+  invalidateExpressionsOnStore(LValue);
   return std::any();
 }
 
@@ -1244,7 +1406,9 @@ std::any SysYIRGenerator::visitIfStmt(SysYParser::IfStmtContext *ctx) {
     labelstring.str("");
     function->addBasicBlock(thenBlock);
     builder.setPosition(thenBlock, thenBlock->end());
-
+    // CSE清除缓存
+    enterNewBasicBlock();
+    
     auto block = dynamic_cast<SysYParser::BlockStmtContext *>(ctx->stmt(0));
     // 如果是块语句，直接访问
     // 否则访问语句
@@ -1263,7 +1427,9 @@ std::any SysYIRGenerator::visitIfStmt(SysYParser::IfStmtContext *ctx) {
     labelstring.str("");
     function->addBasicBlock(elseBlock);
     builder.setPosition(elseBlock, elseBlock->end());
-
+    // CSE清除缓存
+    enterNewBasicBlock();
+    
     block = dynamic_cast<SysYParser::BlockStmtContext *>(ctx->stmt(1));
     if (block != nullptr) {
       visitBlockStmt(block);
@@ -1280,7 +1446,9 @@ std::any SysYIRGenerator::visitIfStmt(SysYParser::IfStmtContext *ctx) {
     labelstring.str("");
     function->addBasicBlock(exitBlock);
     builder.setPosition(exitBlock, exitBlock->end());
-
+    // CSE清除缓存
+    enterNewBasicBlock();
+    
   } else {
     builder.pushTrueBlock(thenBlock);
     builder.pushFalseBlock(exitBlock);
@@ -1293,7 +1461,9 @@ std::any SysYIRGenerator::visitIfStmt(SysYParser::IfStmtContext *ctx) {
     labelstring.str("");
     function->addBasicBlock(thenBlock);
     builder.setPosition(thenBlock, thenBlock->end());
-
+    // CSE清除缓存
+    enterNewBasicBlock();
+    
     auto block = dynamic_cast<SysYParser::BlockStmtContext *>(ctx->stmt(0));
     if (block != nullptr) {
       visitBlockStmt(block);
@@ -1310,6 +1480,9 @@ std::any SysYIRGenerator::visitIfStmt(SysYParser::IfStmtContext *ctx) {
     labelstring.str("");
     function->addBasicBlock(exitBlock);
     builder.setPosition(exitBlock, exitBlock->end());
+    // CSE清除缓存
+    enterNewBasicBlock();
+    
   }
   return std::any();
 }
@@ -1327,7 +1500,9 @@ std::any SysYIRGenerator::visitWhileStmt(SysYParser::WhileStmtContext *ctx) {
   builder.createUncondBrInst(headBlock);
   BasicBlock::conectBlocks(curBlock, headBlock);
   builder.setPosition(headBlock, headBlock->end());
-
+  // CSE清除缓存
+  enterNewBasicBlock();
+    
   BasicBlock* bodyBlock = new BasicBlock(function);
   BasicBlock* exitBlock = new BasicBlock(function);
 
@@ -1343,6 +1518,8 @@ std::any SysYIRGenerator::visitWhileStmt(SysYParser::WhileStmtContext *ctx) {
   labelstring.str("");
   function->addBasicBlock(bodyBlock);
   builder.setPosition(bodyBlock, bodyBlock->end());
+  // CSE清除缓存
+  enterNewBasicBlock();
 
   builder.pushBreakBlock(exitBlock);
   builder.pushContinueBlock(headBlock);
@@ -1367,7 +1544,9 @@ std::any SysYIRGenerator::visitWhileStmt(SysYParser::WhileStmtContext *ctx) {
   labelstring.str("");
   function->addBasicBlock(exitBlock);
   builder.setPosition(exitBlock, exitBlock->end());
-  
+    // CSE清除缓存
+  enterNewBasicBlock();
+
   return std::any();
 }
 
@@ -1482,62 +1661,34 @@ std::any SysYIRGenerator::visitLValue(SysYParser::LValueContext *ctx) {
 
   // 3. 处理可变变量 (AllocaInst/GlobalValue) 或带非常量索引的常量变量
   // 这里区分标量访问和数组元素/子数组访问
-
+  Value *targetAddress = nullptr;
   // 检查是否是访问标量变量本身（没有索引，且声明维度为0）
   if (dims.empty() && declaredNumDims == 0) {
-    // 对于标量变量，直接加载其值。
-    // variable 本身就是指向标量的指针 (e.g., int* %a)
     if (dynamic_cast<AllocaInst*>(variable) || dynamic_cast<GlobalValue*>(variable)) {
-        value = builder.createLoadInst(variable);
+        targetAddress = variable;
     } else {
-        // 如果走到这里且不是AllocaInst/GlobalValue，但dims为空且declaredNumDims为0，
-        // 且又不是ConstantVariable (前面已处理)，则可能是错误情况。
         assert(false && "Unhandled scalar variable type in LValue access.");
         return static_cast<Value*>(nullptr);
     }
   } else {
-    // 访问数组元素或子数组（有索引，或变量本身是数组/多维指针）
     Value* gepBasePointer = nullptr;
-    std::vector<Value*> gepIndices; // 准备传递给 getGEPAddressInst 的索引列表
+    std::vector<Value*> gepIndices;
-    // GEP 的基指针就是变量本身（它是一个指向内存的指针）
     if (AllocaInst *alloc = dynamic_cast<AllocaInst *>(variable)) {
-      // 情况 A: 局部变量 (AllocaInst)
-      // 获取 AllocaInst 分配的内存的实际类型。
-      // 例如：对于 `int b[10][20];`，`allocatedType` 是 `[10 x [20 x i32]]`。
-      // 对于 `int b[][20]` 的函数参数，其 AllocaInst 存储的是一个指针，
-      // 此时 `allocatedType` 是 `[20 x i32]*`。
       Type* allocatedType = alloc->getType()->as<PointerType>()->getBaseType(); 
-
       if (allocatedType->isPointer()) {
-        // 如果 AllocaInst 分配的是一个指针类型 (例如，用于存储函数参数的指针，如 int b[][20] 中的 b)
+        gepBasePointer = builder.createLoadInst(alloc);
-        // 即 `allocatedType` 是一个指向数组指针的指针 (e.g., [20 x i32]**)
-        // 那么 GEP 的基指针是加载这个指针变量的值。
-        gepBasePointer = builder.createLoadInst(alloc); // 加载出实际的指针值 (e.g., [20 x i32]*)
-        // 对于这种参数指针，用户提供的索引直接作用于它。不需要额外的 0。
         gepIndices = dims; 
       } else {
-        // 如果 AllocaInst 分配的是实际的数组数据 (例如，int b[10][20] 中的 b)
+        gepBasePointer = alloc;
-        // 那么 AllocaInst 本身就是 GEP 的基指针。
-        // 这里的 `alloc` 是指向数组的指针 (e.g., [10 x [20 x i32]]*)
-        gepBasePointer = alloc; // 类型是 [10 x [20 x i32]]*
-        // 对于这种完整的数组分配，GEP 的第一个索引必须是 0，用于“步过”整个数组。
         gepIndices.push_back(ConstantInteger::get(0));
         gepIndices.insert(gepIndices.end(), dims.begin(), dims.end());
       }
     } else if (GlobalValue *glob = dynamic_cast<GlobalValue *>(variable)) {
-      // 情况 B: 全局变量 (GlobalValue)
+      gepBasePointer = glob;
-      // GlobalValue 总是指向全局数据的指针。
-      gepBasePointer = glob; // 类型是 [61 x [67 x i32]]*
-      // 对于全局数组，GEP 的第一个索引必须是 0，用于“步过”整个数组。
       gepIndices.push_back(ConstantInteger::get(0));
       gepIndices.insert(gepIndices.end(), dims.begin(), dims.end());
     } else if (ConstantVariable *constV = dynamic_cast<ConstantVariable *>(variable)) {
-      // 情况 C: 常量变量 (ConstantVariable)，如果它代表全局数组常量
-      // 假设 ConstantVariable 可以直接作为 GEP 的基指针。
       gepBasePointer = constV;
-      // 对于常量数组，也需要 0 索引来“步过”整个数组。
-      // 这里可以进一步检查 constV->getType()->as<PointerType>()->getBaseType()->isArray()
-      // 但为了简洁，假设所有 ConstantVariable 作为 GEP 基指针时都需要此 0。
       gepIndices.push_back(ConstantInteger::get(0));
       gepIndices.insert(gepIndices.end(), dims.begin(), dims.end());
     } else {
@@ -1545,18 +1696,25 @@ std::any SysYIRGenerator::visitLValue(SysYParser::LValueContext *ctx) {
       return static_cast<Value *>(nullptr);
     }
 
-    // 现在调用 getGEPAddressInst，传入正确准备的基指针和索引列表
+    targetAddress = getGEPAddressInst(gepBasePointer, gepIndices);
-    Value *targetAddress = getGEPAddressInst(gepBasePointer, gepIndices);
 
-    // 如果提供的索引数量少于声明的维度数量，则表示访问的是子数组，返回其地址
+  }
-    if (dims.size() < declaredNumDims) {
+
-        value = targetAddress;
+  // 如果提供的索引数量少于声明的维度数量，则表示访问的是子数组，返回其地址 (无需加载)
+  if (dims.size() < declaredNumDims) {
+      value = targetAddress;
+  } else {
+    // value = builder.createLoadInst(targetAddress);
+    auto it = availableLoads.find(targetAddress);
+    if (it != availableLoads.end()) {
+      value = it->second; // 缓存命中，重用已有的 LoadInst 结果
     } else {
-        // 否则，表示访问的是最终的标量元素，加载其值
+      // 缓存未命中，创建新的 LoadInst
-        // 假设 createLoadInst 接受 Value* pointer
+      value = builder.createLoadInst(targetAddress);
-        value = builder.createLoadInst(targetAddress);
+      availableLoads[targetAddress] = value; // 将新的 LoadInst 结果加入缓存
     }
   }
+
   return value;
 }
 
@@ -1676,6 +1834,7 @@ std::any SysYIRGenerator::visitUnaryExp(SysYParser::UnaryExpContext *ctx) {
     visitPrimaryExp(ctx->primaryExp());
   } else if (ctx->call() != nullptr) {
     BinaryExpStack.push_back(std::any_cast<Value *>(visitCall(ctx->call())));BinaryExpLenStack.back()++;
+    invalidateExpressionsOnCall();
   } else if (ctx->unaryOp() != nullptr) {
       // 遇到一元操作符，将其压入 BinaryExpStack
       auto opNode = dynamic_cast<antlr4::tree::TerminalNode*>(ctx->unaryOp()->children[0]);