进度说明

doc/lab3-进度.md

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+# Lab3：指令选择与汇编生成 - 开发进度与总结
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+本文档总结了实验 3 的任务目标、实现细节及当前进度，旨在为后续开发（如优化或改进）提供清晰的参考。
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+## 1. 实验任务概述
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+本阶段的任务是实现编译器的后端部分，将 Lab2 产生的 LLVM 风格中间表示（IR）翻译为 ARM64/AArch64 汇编代码。生成的汇编代码需能够：
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+- 通过交叉编译器（`aarch64-linux-gnu-gcc`）与 SysY 标准库（`sylib.c`）进行链接。
+- 在 QEMU 模拟器或真实 AArch64 环境中正确执行。
+- 完整覆盖 SysY 2022 规范，包括标量运算、多维数组访问、函数递归调用、浮点数运算及标准库函数交互。
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+## 2. 当前实现状态
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+**目前处于初步完成阶段**。虽然初步测试能够通过全部 21 个官方功能与性能测试用例，但部分用例仍存在缺陷，后端生成效率和代码质量仍有较大提升空间。
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+## 3. 核心逻辑与关键实现点
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+- **指令映射与选择**：
+  - 实现了从 IR 到机器指令（MachineInstr）的映射。
+  - 针对 SysY 特有的运算（如取模 `%`），通过 `sdiv` 和 `msub` 指令组合实现。
+  - 针对比较运算，采用了 `cmp` 配合 `cset` 生成布尔值的方案。
+- **全量浮点支持**：
+  - 引入了 S0-S15 浮点寄存器体系。
+  - 实现了浮点算术（`fadd`, `fsub`, `fmul`, `fdiv`）、比较（`fcmp`）及类型转换（`scvtf`, `fcvtzs`）。
+- **多维数组地址计算（GEP）**：
+  - 实现了递归的地址偏移计算逻辑。
+  - 能够根据数组各维度的大小自动计算复合索引对应的内存地址。
+- **大栈帧访问防御机制**：
+  - 针对 `vector_mul3` 等需要超大局部数组的用例，后端使用 `X16` 寄存器加载大偏移量。
+  - 解决了 `ldur/stur` 指令在偏移量超过 256 字节或 `add` 超过 4KB 时的溢出报错问题。
+- **多函数栈帧管理**：
+  - 实现了每个函数独立的 `Prologue`（序言）和 `Epilogue`（尾声）。
+  - 严格遵循 16 字节栈对齐规范，正确保存和恢复 FP（X29）与 LR（X30）。
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+## 4. 遗留问题与不足
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+当前实现仍存在以下显著问题，需要后续进一步优化和修复：
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+- **2025-MYO-20.sy 缺陷**：该用例在当前代码下运行虽然通过，但其逻辑对输入数据的兼容性处理较为脆弱，可能存在边界条件下访问异常的问题，急需改进优化。
+- **执行性能极低**：
+  - **性能测试耗时过长：目前的 10 个性能测试用例运行速度非常慢，看对lab3是否有影响**。
+  - **冗余指令严重**：由于采用了全栈槽模型（所有变量均存储在内存中），导致生成的汇编中充斥着大量的 `ldr/str` 指令。
+- **寄存器分配缺失**：目前完全没有实现真正的寄存器分配逻辑（Lab5 任务），寄存器利用率极低。
+- **调用约定限制**：当前仅支持前 8 个参数通过寄存器传递，尚未实现参数超过 8 个时的栈传参逻辑，不满足复杂函数调用的全量要求。
+- **缺乏指令优化**：生成的指令序列较为死板，未进行窥孔优化或指令合并（如 `add` 移位操作的充分利用）。
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+## 5. 编译与运行指南
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+### 编译项目
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+```bash
+cmake -S . -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
+cmake --build build -j "$(nproc)"
+```
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+### 自动化全量验证
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+```bash
+# 运行整合后的 21 个官方用例测试脚本
+./scripts/test_lab3_final.sh
+```
+
+### 官方脚本单例验证
+
+```bash
+# 格式：./scripts/verify_asm.sh <.sy文件> <结果目录> --run
+./scripts/verify_asm.sh test/test_case/functional/simple_add.sy test/test_result/manual --run
+```
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