diff --git a/src/mir/Lowering.cpp b/src/mir/Lowering.cpp index d63bc9c..9c1cc5b 100644 --- a/src/mir/Lowering.cpp +++ b/src/mir/Lowering.cpp @@ -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(value)) { uint32_t imm = static_cast(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(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(value) || dynamic_cast(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(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 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 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 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(); } } diff --git a/src/mir/RegAlloc.cpp b/src/mir/RegAlloc.cpp index a4b842d..867476b 100644 --- a/src/mir/RegAlloc.cpp +++ b/src/mir/RegAlloc.cpp @@ -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 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 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); }