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104
src/mir/Lowering.cpp
Unescape View File

@ -160,29 +160,21 @@ void EmitMovImm64(int vreg, uint64_t imm, MachineBasicBlock& block) {
// ========== 核心：将 IR Value 转换为虚拟寄存器 ==========
int EmitValueToVReg(const ir::Value* value, VRegContext& ctx,
MachineBasicBlock& block, MachineFunction& function) {
// 已经映射的值直接返回
if (ctx.HasVReg(value)) {
return ctx.GetVReg(value);
}
// 整数常量
// 整数常量：每次都生成新的 MovImm（不缓存）
// 缓存会导致常量在某个条件块中定义，但其他控制流路径上的使用
// 可能不经过该定义，导致寄存器残留过期值。
if (auto* constant = dynamic_cast<const ir::ConstantInt*>(value)) {
uint32_t imm = static_cast<uint32_t>(constant->GetValue());
int vreg = ctx.NewVReg(VRegType::kInt32);
EmitMovImm(vreg, imm, block);
ctx.SetVReg(value, vreg);
return vreg;
}
// 浮点常量（需要经过栈槽：整数bit→栈→浮点load）
// 浮点常量：每次都走栈槽加载（不缓存）
if (auto* fconstant = dynamic_cast<const ir::ConstantFloat*>(value)) {
float fval = fconstant->GetValue();
uint32_t bits = FloatToBits(fval);
int slot = function.CreateFrameIndex(4);
EmitMovImm(ctx.NewVReg(VRegType::kInt32), bits, block);
// 上面生成了一个新 vreg 来承载 bit pattern，直接用那个 vreg store 到栈
// 但我们需要拿到它的编号...上面的 EmitMovImm 内部分配了 vreg，不方便取回。
// 简化处理：用一个临时 vreg
int tmp = ctx.NewVReg(VRegType::kInt32);
EmitMovImm(tmp, bits, block);
auto& s = block.Append(Opcode::StoreStack,
@ -192,22 +184,22 @@ int EmitValueToVReg(const ir::Value* value, VRegContext& ctx,
auto& l = block.Append(Opcode::LoadStack,
{Operand::VReg(fvreg), Operand::FrameIndex(slot)});
l.AddDef(fvreg);
ctx.SetVReg(value, fvreg);
return fvreg;
}
// 零常量 / 聚合零
// 零常量 / 聚合零：每次都生成新 MovImm（不缓存）
if (dynamic_cast<const ir::ConstantZero*>(value) ||
dynamic_cast<const ir::ConstantAggregateZero*>(value)) {
int vreg = ctx.NewVReg(VRegType::kInt32);
auto& instr = block.Append(Opcode::MovImm,
{Operand::VReg(vreg), Operand::Imm(0)});
instr.AddDef(vreg);
ctx.SetVReg(value, vreg);
return vreg;
}
// 全局变量：生成地址到 64 位 vreg
// 全局变量：每次都生成新的 adrp+add（不缓存）
// 与常量同理：缓存会导致全局变量在某条件块中定义，但其他控制流路径
// 上的使用可能不经过该定义，导致寄存器残留过期值。
if (auto* global = dynamic_cast<const ir::GlobalValue*>(value)) {
int vreg = ctx.NewVReg(VRegType::kInt64);
auto& i1 = block.Append(Opcode::Adrp,
@ -217,10 +209,14 @@ int EmitValueToVReg(const ir::Value* value, VRegContext& ctx,
{Operand::VReg(vreg), Operand::VReg(vreg), Operand::Label(global->GetName())});
i2.AddDef(vreg);
i2.AddUse(vreg);
ctx.SetVReg(value, vreg);
return vreg;
}
// 非常量值：检查是否已有映射
if (ctx.HasVReg(value)) {
return ctx.GetVReg(value);
}
// 未找到
std::string name = value->GetName();
if (name.empty()) name = "(anonymous)";
@ -1073,9 +1069,9 @@ std::unique_ptr<MachineFunction> LowerFunction(const ir::Function& func) {
auto& insts = mirBB->GetInstructions();
if (insts.empty()) continue;
const auto& last = insts.back();
if (last.GetOpcode() == Opcode::B) {
for (const auto& op : last.GetOperands()) {
// 辅助：从指令中提取 Label 操作数并添加边
auto addLabelSuccessors = [&](const MachineInstr& inst) {
for (const auto& op : inst.GetOperands()) {
if (op.GetKind() == Operand::Kind::Label) {
MachineBasicBlock* target = machineFunc->GetBlockByName(op.GetLabel());
if (target) {
@ -1084,39 +1080,10 @@ std::unique_ptr<MachineFunction> LowerFunction(const ir::Function& func) {
}
}
}
} else if (last.GetOpcode() == Opcode::BCond) {
// BCond 之后如果有 B，则有两个后继
// 遍历该块倒数第二条开始找目标
for (const auto& op : last.GetOperands()) {
if (op.GetKind() == Operand::Kind::Label) {
MachineBasicBlock* target = machineFunc->GetBlockByName(op.GetLabel());
if (target) {
mirBB->AddSuccessor(target);
target->AddPredecessor(mirBB);
}
}
}
// 查找倒数第二条 B 指令的目标
if (insts.size() >= 2) {
const auto& prev = insts[insts.size() - 2];
if (prev.GetOpcode() == Opcode::B) {
for (const auto& op : prev.GetOperands()) {
if (op.GetKind() == Operand::Kind::Label) {
MachineBasicBlock* target = machineFunc->GetBlockByName(op.GetLabel());
if (target) {
mirBB->AddSuccessor(target);
target->AddPredecessor(mirBB);
}
}
}
}
}
} else if (last.GetOpcode() == Opcode::Ret) {
// Ret 无后继
} else {
// 非终结指令：fall-through 到下一个基本块（如果有）
// 查找基本块列表中的下一个
bool found = false;
};
// 辅助：添加 fallthrough 到下一个 IR 基本块
auto addFallthrough = [&]() {
for (size_t i = 0; i + 1 < func.GetBlocks().size(); ++i) {
if (func.GetBlocks()[i].get() == bb.get()) {
const auto* nextBB = func.GetBlocks()[i + 1].get();
@ -1125,10 +1092,39 @@ std::unique_ptr<MachineFunction> LowerFunction(const ir::Function& func) {
mirBB->AddSuccessor(nextMIR);
nextMIR->AddPredecessor(mirBB);
}
found = true;
break;
}
}
};
const auto& last = insts.back();
if (last.GetOpcode() == Opcode::B) {
// B 为最后一条指令：添加 B 的目标
addLabelSuccessors(last);
// 若倒数第二条是 BCond，则 BCond 的目标也是后继（BCond; B 模式）
if (insts.size() >= 2) {
const auto& prev = insts[insts.size() - 2];
if (prev.GetOpcode() == Opcode::BCond) {
addLabelSuccessors(prev);
}
}
} else if (last.GetOpcode() == Opcode::BCond) {
// BCond 为最后一条指令：添加 BCond 目标 + fallthrough
addLabelSuccessors(last);
// 若倒数第二条是 B（罕见：B; BCond），也添加 B 目标
if (insts.size() >= 2) {
const auto& prev = insts[insts.size() - 2];
if (prev.GetOpcode() == Opcode::B) {
addLabelSuccessors(prev);
}
}
// BCond 之后无 B，则 false 分支 fallthrough
addFallthrough();
} else if (last.GetOpcode() == Opcode::Ret) {
// Ret 无后继
} else {
// 非终结指令：fall-through 到下一个基本块
addFallthrough();
}
}

33
src/mir/RegAlloc.cpp
Unescape View File

@ -27,25 +27,23 @@ struct LiveInterval {
};
// ========== 可分配物理寄存器池 ==========
// 整数 32位：callee-saved 优先（W19-W28），然后 caller-saved（W8-W13）
// W14, W15 保留为 spill scratch
// 仅使用 callee-saved 寄存器：W19-W28 (10个), X19-X28 (10个), S8-S13 (6个)
// 原因：caller-saved 寄存器 (W0-W18, X0-X18, S0-S7) 不能跨函数调用存活，
// 而寄存器分配器未实现调用点 spill。使用 caller-saved 寄存器会导致跨调用值被
// 被调用者破坏。
// W14, W15 / X14, X15 / S14, S15 保留为 spill scratch。
const PhysReg kGPR32Pool[] = {
PhysReg::W19, PhysReg::W20, PhysReg::W21, PhysReg::W22,
PhysReg::W23, PhysReg::W24, PhysReg::W25, PhysReg::W26,
PhysReg::W27, PhysReg::W28,
PhysReg::W8, PhysReg::W9, PhysReg::W10, PhysReg::W11,
PhysReg::W12, PhysReg::W13,
};
constexpr int kNumGPR32 = sizeof(kGPR32Pool) / sizeof(kGPR32Pool[0]);
// 整数 64位：callee-saved 优先（X19-X28），然后 caller-saved（X8-X13）
// X14, X15 保留为 spill scratch
// 整数 64位：仅 callee-saved（X19-X28）
const PhysReg kGPR64Pool[] = {
PhysReg::X19, PhysReg::X20, PhysReg::X21, PhysReg::X22,
PhysReg::X23, PhysReg::X24, PhysReg::X25, PhysReg::X26,
PhysReg::X27, PhysReg::X28,
PhysReg::X8, PhysReg::X9, PhysReg::X10, PhysReg::X11,
PhysReg::X12, PhysReg::X13,
};
constexpr int kNumGPR64 = sizeof(kGPR64Pool) / sizeof(kGPR64Pool[0]);
@ -220,14 +218,29 @@ std::vector<LiveInterval> ComputeLiveIntervals(MachineFunction& function) {
}
// 生成 LiveInterval
// 注意：不将 liveIn 扩展到整个基本块的每个位置，因为线性扫描只需要
// [start, end] 区间。扩展会导致过长的活跃区间，造成不必要的 spill。
// 同时使用 liveIn 和 liveOut 扩展 end。仅从 liveOut 扩展不够：
// 考虑值在循环中 liveIn 于块 B（在 B 中被使用）但其线性最后使用
// 出现在较早块的情况。若回边之后的块中定义了新 vreg 并分配到
// 同一物理寄存器，该寄存器会在循环入口被覆盖（如 graphColoring
// 中 &i 地址被 sxtw 覆盖）。将 end 扩展到 B.endIdx 可防止此问题。
std::vector<LiveInterval> intervals;
for (int vreg : allVRegs) {
auto it = vregPositions.find(vreg);
if (it == vregPositions.end() || it->second.empty()) continue;
int start = *it->second.begin();
int end = *it->second.rbegin();
for (const auto& bb : blocks) {
auto& info = blockInfo[bb.get()];
if (info.startIdx == 0 && info.endIdx == 0) continue;
bool isLiveIn = liveIn[bb.get()].count(vreg) != 0;
bool isLiveOut = liveOut[bb.get()].count(vreg) != 0;
if (isLiveIn || isLiveOut) {
if (info.startIdx < start) start = info.startIdx;
if (info.endIdx > end) end = info.endIdx;
}
}
VRegClass rc = InferVRegClass(vreg, function);
intervals.emplace_back(vreg, start, end, rc);
}

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