style(doc): 重构 Lab5 文档结构

doc/Lab5-基本标量优化.md

@@ -11,18 +11,30 @@ Lab5 的目标是让 IR 从“能跑”变成“跑得更好”。
 
 需要同学完成的事情并不复杂：先理解当前 IR/CFG 结构，明确“有用代码、无用代码、不可达代码”的区别；然后实现能够运行的基础标量优化，并把这些优化接入 `PassManager`，形成可重复执行的流程；最后通过测试确认优化前后语义一致。
 
-## 3. Mem2Reg 
+## 3. 相关文件
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+以下文件与本实验内容相关，建议优先阅读。
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+- `include/ir/IR.h`
+- `src/ir/passes/Mem2Reg.cpp`
+- `src/ir/passes/ConstFold.cpp`
+- `src/ir/passes/DCE.cpp`
+- `src/ir/passes/PassManager.cpp`
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+## 4. 当前基础与前置准备
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+### 4.1 Mem2Reg
 
 在很多编译器中，AST lower 到 IR 时，局部变量通常先以“内存形式”表示，也就是先用 `alloca` 在栈上分配局部变量，再通过 `store/load` 完成写入和读取。
 这种表示语义正确、实现直接，但会引入大量冗余内存访问，不利于常量传播、DCE、CSE 等标量优化。
 
 `mem2reg`（memory to register）的目标，就是把这类 `alloca/load/store` 形式提升到 SSA 形式，让值尽量直接在 SSA Value 上传递。
 
-### 3.1 Mem2Reg 的核心过程
+#### 4.1.1 Mem2Reg 的核心过程
 
 典型流程通常包括几步：先识别可提升变量，找出由 `alloca` 分配且只通过 `load/store` 访问的局部变量；再构建 CFG，明确基本块与前驱/后继关系，为后续插入 `phi` 和重命名提供基础；接着在控制流汇合点插入 `phi`，并沿支配树完成变量重命名，为每次定义分配 SSA 版本；最后删除已经被提升掉的冗余 `alloca/load/store`。
 
-### 3.2 Mem2Reg 的关键算法基础
+#### 4.1.2 Mem2Reg 的关键算法基础
 
 支配树（Dominator Tree）用于描述“定义能影响到哪里”。若从入口到块 A 的所有路径都经过块 B，则 B 支配 A；变量重命名通常就建立在这层关系上，常见实现可采用 Lengauer-Tarjan 算法。
 
@@ -30,63 +42,52 @@ Lab5 的目标是让 IR 从“能跑”变成“跑得更好”。
 
 如果从更高层去看，Mem2Reg 本质上就是 SSA 构造流程在“可提升局部变量”上的工程化实现。典型路线仍然是：计算支配树，计算支配边界，插入 `phi`，再完成变量重命名。
 
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-## 4. IR 的 use-def 关系
+### 4.2 IR 的 use-def 关系
 
 LLVM 中通常维护完整 `Use-User` 双向关系；当前仓库是最小 IR，实现较轻量。
 
-### 什么是 use-def
+#### 4.2.1 什么是 use-def
 
 use-def（或 def-use）描述的是“值在哪里被定义、又在哪里被使用”的关系。`def` 指某条指令产生了一个值，`use` 指其他指令把这个值当作操作数使用。
 
 在 IR 中维护好这层关系后，优化遍就能更快回答“这个值还有人用吗”“我要把旧值替换成新值，需要改哪些地方”这类问题。
 
-### use-def 的作用
+#### 4.2.2 use-def 的作用
 
 在优化阶段，use-def 关系的价值主要体现在几个方面：判断一个值是否还被使用会更直接，DCE 不必反复做全函数扫描；常量折叠、常量传播、复制传播这类局部重写也更容易精准找到所有使用点；同时，它还能降低很多优化遍的实现复杂度，并为后续扩展代数化简、CSE、部分冗余消除等优化打基础。
 
 因此，把这层关系维护稳定，通常会明显降低 DCE、常量传播等优化的实现难度，也更利于后续扩展。
 
-## 5. 相关文件
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-以下文件与本实验内容相关，建议优先阅读。
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-- `include/ir/IR.h`
-- `src/ir/passes/Mem2Reg.cpp`
-- `src/ir/passes/ConstFold.cpp`
-- `src/ir/passes/DCE.cpp`
-- `src/ir/passes/PassManager.cpp`
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-## 6. 算法说明
+## 5. 可实现的优化方向与实现提示
 
-### 6.1 Dead（无用代码删除）
+### 5.1 Dead（无用代码删除）
 
 可以采用“标记 + 清扫”思路：先从关键操作出发标记“有用”指令，再沿数据依赖和必要控制依赖扩展标记，最后删除未标记指令。
 
 > 本实验不限定具体思路，实现可自由设计。
 
-### 6.2 Clean
+### 5.2 Clean
 
 在 DCE 之后，通常还需要对 CFG 做一轮结构化清理，例如改写冗余分支、删除或绕过空块、合并线性可拼接的基本块，以及清理不可达块。
 
-### 6.3 优化顺序建议
+### 5.3 优化顺序建议
 
 这里建议只固定一个基本约束：先执行一遍 `Mem2Reg`，把 IR 提升到更适合做标量优化的形式。
 
 其余优化遍（如 `ConstFold`、`CSE`、`DCE`、`CFGSimplify`）的组织顺序不做硬性规定，可根据你的实现自由设计；必要时也可以采用迭代方式，直到 IR 不再变化。
 
-### 6.4 公共子表达式消除（Common Subexpression Elimination）
+### 5.4 公共子表达式消除（Common Subexpression Elimination）
 
 如果同一个表达式在程序中被多次计算，并且其操作数在计算之间没有改变，那么就可以只计算一次并复用结果。这类优化的直接收益，是减少重复计算、压缩指令数量、提升执行效率。实现时，通常会在基本块或更大范围内记录已经出现过的表达式；当再次遇到相同表达式且操作数未变化时，直接复用之前的结果，而不是重新生成同一计算。
 
-## 7. 构建与验证
+## 6. 构建与验证
 
 ```bash
 cmake -S . -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
 cmake --build build -j "$(nproc)"
 ```
 
-### 7.1 观察 IR
+### 6.1 观察 IR
 
 ```bash
 ./build/bin/compiler --emit-ir test/test_case/simple_add.sy
@@ -94,7 +95,7 @@ cmake --build build -j "$(nproc)"
 
 这条命令只适合先观察单个样例的 IR 形态。完成 Lab5 后，不能只检查 `simple_add`，还应覆盖 `test/test_case` 下全部测试用例。
 
-### 7.2 语义回归
+### 6.2 语义回归
 
  ```bash
 ./scripts/verify_ir.sh test/test_case/simple_add.sy test/test_result/ir --run