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C++
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#ifndef RISCV64_SIMPLE_REGALLOC_H
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#define RISCV64_SIMPLE_REGALLOC_H
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#include "RISCv64LLIR.h"
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#include "RISCv64ISel.h"
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#include <set>
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#include <vector>
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#include <map>
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// 外部调试级别控制变量的声明
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extern int DEBUG;
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extern int DEEPDEBUG;
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namespace sysy {
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class RISCv64AsmPrinter; // 前向声明
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/**
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* @class RISCv64SimpleRegAlloc
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* @brief 一个简单的一次性图着色寄存器分配器。
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* * 该分配器遵循一个线性的、非迭代的流程：
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* 1. 活跃性分析
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* 2. 构建冲突图
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* 3. 贪心图着色
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* 4. 重写函数代码，插入溢出指令
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* * 它与新版后端流水线兼容，但保留了旧版分配器的核心逻辑。
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* 溢出处理使用硬编码的物理寄存器。
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*/
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class RISCv64SimpleRegAlloc {
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public:
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RISCv64SimpleRegAlloc(MachineFunction* mfunc);
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/**
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* @brief 运行寄存器分配的主函数。
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*/
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void run();
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private:
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using LiveSet = std::set<unsigned>;
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using InterferenceGraph = std::map<unsigned, LiveSet>;
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// --- 分配流程的各个阶段 ---
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void unifyArgumentVRegs();
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void handleCallingConvention();
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void analyzeLiveness();
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void buildInterferenceGraph();
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void colorGraph();
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void rewriteFunction();
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// --- 辅助函数 ---
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/**
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* @brief 获取指令的Use/Def集合，包含物理寄存器，用于活跃性分析。
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* @param instr 机器指令。
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* @param use 输出参数，存储使用的寄存器ID。
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* @param def 输出参数，存储定义的寄存器ID。
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*/
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void getInstrUseDef_Liveness(const MachineInstr* instr, LiveSet& use, LiveSet& def);
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/**
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* @brief 根据vreg的类型信息返回其大小和类型种类。
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* @param vreg 虚拟寄存器号。
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* @return 一个包含类型信息和大小（字节）的pair。
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*/
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std::pair<Type::Kind, unsigned> getTypeAndSize(unsigned vreg);
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/**
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* @brief 打印调试用的活跃集信息。
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*/
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void printLiveSet(const LiveSet& s, const std::string& name, std::ostream& os, const RISCv64AsmPrinter& printer);
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/**
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* @brief 将寄存器ID（虚拟或物理）转换为可读字符串。
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*/
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std::string regIdToString(unsigned id, const RISCv64AsmPrinter& printer) const;
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// --- 成员变量 ---
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MachineFunction* MFunc;
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RISCv64ISel* ISel;
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// 可分配的寄存器池
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std::vector<PhysicalReg> allocable_int_regs;
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std::vector<PhysicalReg> allocable_fp_regs;
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// 硬编码的溢出专用物理寄存器
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const PhysicalReg INT_SPILL_REG = PhysicalReg::T2; // 用于 32-bit int
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const PhysicalReg PTR_SPILL_REG = PhysicalReg::T3; // 用于 64-bit pointer
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const PhysicalReg FP_SPILL_REG = PhysicalReg::F4; // 用于 32-bit float (ft4)
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// 活跃性分析结果
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std::map<const MachineInstr*, LiveSet> live_in_map;
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std::map<const MachineInstr*, LiveSet> live_out_map;
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// 冲突图
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InterferenceGraph interference_graph;
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// 着色结果和溢出列表
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std::map<unsigned, PhysicalReg> color_map;
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std::set<unsigned> spilled_vregs;
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// 映射：将物理寄存器ID映射到它们在冲突图中的特殊虚拟ID
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std::map<PhysicalReg, unsigned> preg_to_vreg_id_map;
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};
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} // namespace sysy
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#endif // RISCV64_SIMPLE_REGALLOC_H
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