docs(doc): 编写课程实验 README(实验介绍/环境配置/自检)

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Lane0218 3 months ago
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@ -1,5 +1,95 @@
<!-- 工程说明文档: -->
<!-- - 依赖环境CMake、C++ 编译器、ANTLR4 等) -->
<!-- - 构建方式(例如 out-of-source build -->
<!-- - 运行/测试脚本用法 -->
<!-- - ANTLR 生成命令说明(写在文档中,不提供脚本) -->
# SysY 编译器课程实验C++
本仓库为“并行编译课程实验”提供一个 SysY 编译器的最小可运行示例,实验按 Lab1Lab6 逐步完成:
从前端ANTLR 词法/语法分析与 AST 构建到中端IR 生成与优化再到后端ARM64/AArch64 汇编生成与寄存器分配),最后进行循环/并行相关优化。
## 1. 实验介绍
下面简要概述各实验的名称与主要目标:
| 实验 | 名称 | 任务/目标 |
| --- | --- | --- |
| Lab1 | 语法树构建 | 基于 SysY 源程序完成语法分析与 AST 构建,并按约定输出 ASTJSON 形式) |
| Lab2 | 中间表示生成 | 将 AST 翻译为 LLVM 风格的中间表示IR并输出 IR |
| Lab3 | 指令选择与汇编生成 | 将 IR 翻译为目标平台汇编代码(本项目以 ARM64/AArch64 为主) |
| Lab4 | 寄存器分配 | 为后端生成的虚拟寄存器分配物理寄存器,完成 spill/reload 等必要处理 |
| Lab5 | 基本标量优化 | 实现常见的标量优化(如常量传播、死代码删除、简化 CFG 等) |
| Lab6 | 并行/循环优化 | 面向循环的优化(循环变换/并行化等),提升数值计算类程序性能 |
## 2. 实验环境配置
### 2.1 系统建议
建议使用 Ubuntu 22.04 或 WSLUbuntu 22.04 环境)。
### 2.2 安装基础依赖
本项目使用 CMake + C++17 构建;前端基于 ANTLR运行 ANTLR 的 `antlr-*.jar` 需要 Java。
```bash
sudo apt update
sudo apt install -y build-essential cmake git openjdk-11-jre
```
### 2.3 安装 LLVM 工具链
`scripts/gen_ir.sh``--run` 模式下会调用 LLVM 工具链(`llc` 与 `clang`)将生成的 IR 编译并运行。
```bash
sudo apt update
sudo apt install -y llvm clang
```
### 2.4 安装 ARM64 交叉编译工具链与 QEMU
后续实验会生成 ARM64/AArch64 汇编代码,并使用 ARM64 交叉编译工具链完成汇编、链接;再用 QEMU 用户态模拟器运行生成的 ARM 可执行文件。
```bash
# 安装 ARM64 交叉编译工具链
sudo apt update
sudo apt install gcc-aarch64-linux-gnu
# 安装 QEMU 用户模式模拟器
sudo apt install qemu-user
```
## 3. 编译与运行
### 3.1 生成 ANTLR 代码
本仓库已内置 ANTLR jar`third_party/antlr-4.13.2-complete.jar`。生成文件不提交到仓库,统一输出到构建目录下:
`build/generated/antlr4/`
```bash
mkdir -p build/generated/antlr4
java -jar third_party/antlr-4.13.2-complete.jar \
-Dlanguage=Cpp \
-visitor -no-listener \
-Xexact-output-dir \
-o build/generated/antlr4 \
src/antlr4/SysY.g4
```
### 3.2 CMake 构建
```bash
cmake -S . -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
cmake --build build -j "$(nproc)"
```
构建成功后,可执行文件位于:`./build/bin/compiler`。
### 3.3 运行自检
运行帮助信息能正常输出,说明基本环境与可执行文件均正常:
```bash
./build/bin/compiler --help
```
(可选)生成 IR 并验证 LLVM 工具链是否可用:
```bash
./scripts/gen_ir.sh test/test_case/simple_add.sy out/ir --run
```

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