|
|
[TOC]
|
|
|
|
|
|
---
|
|
|
|
|
|
### 任务描述
|
|
|
本关任务：熟悉SysY IR接口，并根据给出的4个C程序手写C++代码调用SysY IR接口生成与sy文件功能相同的ll文件。
|
|
|
|
|
|
### 相关知识
|
|
|
#### SysY IR - LLVM IR的C++接口
|
|
|
由于LLVM IR官方的C++接口的文档同样过于冗长，助教提供了SysY IR这一C++接口库。你需要阅读**SysY IR核心类的介绍**`doc/SysYIR.md`。
|
|
|
本关会要求大家通过SysY IR根据AST构建生成LLVM IR。所以你需要仔细阅读文档了解其接口的设计。
|
|
|
|
|
|
#### 样例学习
|
|
|
<details>
|
|
|
<summary> go_upstairs_gen.cpp核心部分（点击展开） </summary>
|
|
|
|
|
|
```cpp
|
|
|
// 全局数组,num,x
|
|
|
auto *arrayType_num = ArrayType::get(Int32Type, 2);
|
|
|
auto *arrayType_x = ArrayType::get(Int32Type, 1);
|
|
|
auto zero_initializer = ConstantZero::get(Int32Type, module);
|
|
|
std::vector<Constant *> init_val;
|
|
|
init_val.push_back(CONST_INT(4));
|
|
|
init_val.push_back(CONST_INT(8));
|
|
|
auto num_initializer = ConstantArray::get(arrayType_num, init_val);
|
|
|
auto num = GlobalVariable::create("num", module, arrayType_num, false, num_initializer);// 是否是常量定义，初始化常量(ConstantZero类)
|
|
|
auto x = GlobalVariable::create("x", module, arrayType_x, false, zero_initializer);// 参数解释： 名字name，所属module，全局变量类型type，
|
|
|
|
|
|
auto n = GlobalVariable::create("n", module, Int32Type, false, zero_initializer);
|
|
|
auto tmp = GlobalVariable::create("tmp", module, Int32Type, false, CONST_INT(1));
|
|
|
|
|
|
// climbStairs函数
|
|
|
// 函数参数类型的vector
|
|
|
std::vector<Type *> Ints(1, Int32Type);
|
|
|
|
|
|
//通过返回值类型与参数类型列表得到函数类型
|
|
|
auto climbStairsFunTy = FunctionType::get(Int32Type, Ints);
|
|
|
|
|
|
// 由函数类型得到函数
|
|
|
auto climbStairsFun = Function::create(climbStairsFunTy,
|
|
|
"climbStairs", module);
|
|
|
|
|
|
// BB的名字在生成中无所谓,但是可以方便阅读
|
|
|
auto bb = BasicBlock::create(module, "entry", climbStairsFun);
|
|
|
|
|
|
builder->set_insert_point(bb); // 一个BB的开始,将当前插入指令点的位置设在bb
|
|
|
|
|
|
auto retAlloca = builder->create_alloca(Int32Type); // 在内存中分配返回值的位置
|
|
|
auto nAlloca = builder->create_alloca(Int32Type); // 在内存中分配参数n的位置
|
|
|
|
|
|
std::vector<Value *> args; // 获取climbStairs函数的形参,通过Function中的iterator
|
|
|
for (auto arg = climbStairsFun->arg_begin(); arg != climbStairsFun->arg_end(); arg++) {
|
|
|
args.push_back(*arg); // * 号运算符是从迭代器中取出迭代器当前指向的元素
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
builder->create_store(args[0], nAlloca); // store参数n
|
|
|
|
|
|
auto retBB = BasicBlock::create(
|
|
|
module, "", climbStairsFun); // return分支,提前create,以便true分支可以br
|
|
|
|
|
|
auto nLoad = builder->create_load(nAlloca); // 将参数n load上来
|
|
|
auto icmp = builder->create_icmp_lt(nLoad, CONST_INT(4)); // n和4的比较,注意ICMPLT
|
|
|
|
|
|
auto trueBB = BasicBlock::create(module, "trueBB_if", climbStairsFun); // true分支
|
|
|
auto falseBB = BasicBlock::create(module, "falseBB_if", climbStairsFun); // false分支
|
|
|
|
|
|
builder->create_cond_br(icmp, trueBB, falseBB); // 条件BR
|
|
|
DEBUG_OUTPUT // 我调试的时候故意留下来的,以醒目地提醒你这个调试用的宏定义方法
|
|
|
builder->set_insert_point(trueBB); // if true; 分支的开始需要SetInsertPoint设置
|
|
|
nLoad = builder->create_load(nAlloca);
|
|
|
builder->create_store(nLoad, retAlloca);
|
|
|
builder->create_br(retBB); // br retBB
|
|
|
|
|
|
builder->set_insert_point(falseBB); // if false
|
|
|
auto *arrayType_dp = ArrayType::get(Int32Type, 10);
|
|
|
auto dpAlloca = builder->create_alloca(arrayType_dp);
|
|
|
|
|
|
auto dp0Gep = builder->create_gep(dpAlloca, {CONST_INT(0), CONST_INT(0)});
|
|
|
builder->create_store(CONST_INT(0), dp0Gep);
|
|
|
|
|
|
auto dp1Gep = builder->create_gep(dpAlloca, {CONST_INT(0), CONST_INT(1)});
|
|
|
builder->create_store(CONST_INT(1), dp1Gep);
|
|
|
|
|
|
auto dp2Gep = builder->create_gep(dpAlloca, {CONST_INT(0), CONST_INT(2)});
|
|
|
builder->create_store(CONST_INT(2), dp2Gep);
|
|
|
|
|
|
auto iAlloca = builder->create_alloca(Int32Type);
|
|
|
builder->create_store(CONST_INT(3), iAlloca);
|
|
|
|
|
|
auto condBB = BasicBlock::create(module, "condBB_while", climbStairsFun); // 条件BB
|
|
|
trueBB = BasicBlock::create(module, "trueBB_while", climbStairsFun); // true分支
|
|
|
falseBB = BasicBlock::create(module, "falseBB_while", climbStairsFun); // false分支
|
|
|
|
|
|
builder->create_br(condBB);
|
|
|
|
|
|
builder->set_insert_point(condBB);
|
|
|
//后略, 详细见代码文件
|
|
|
```
|
|
|
</details>
|
|
|
为了让大家更直观地感受并学会SysY IR接口的使用，助教提供了`SysYF_Student/SysYF_Task2/ta_demo/go_upstairs_gen.cpp`。
|
|
|
该C++程序会生成与go_upstairs.c逻辑相同的LLVM IR文件。助教提供了详尽的注释，一定要好好利用！
|
|
|
|
|
|
### 本关具体任务
|
|
|
1. 你需要在`SysYF_Student/SysYF_Task2/student_cpp/`文件夹中，调用SysY IR接口，编写自己的`assign_gen.cpp`，`func_gen.cpp`，`if_gen.cpp`，`while_gen.cpp`程序，以生成与phase1的四个sy程序相同逻辑功能的ll文件。
|
|
|
2. 在`report.md`内回答[思考题](#思考题)
|
|
|
|
|
|
### 编译、运行和验证
|
|
|
在 `SysYF_Student/SysYF_Task2/build/` 下执行:
|
|
|
``` shell
|
|
|
# 如果存在 CMakeCache.txt 要先删除
|
|
|
# rm CMakeCache.txt
|
|
|
cmake ..
|
|
|
make
|
|
|
```
|
|
|
你可以得到对应`assign_gen.cpp`，`func_gen.cpp`，`if_gen.cpp`，`while_gen.cpp`，`go_upstairs_gen.cpp`的可执行文件`assign_generator`，`func_generator`，`if_generator`，`while_generator`，`go_upstairs_generator`。
|
|
|
之后直接执行可执行文件即可得到对应ll文件：
|
|
|
``` shell
|
|
|
# 在build文件夹内
|
|
|
./go_upstairs_generator
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
### 思考题
|
|
|
请在`report/report.md`中详细回答下述思考题。
|
|
|
|
|
|
1. 请给出`SysYIR.md`中提到的两种getelementptr用法的区别, 并解释原因:
|
|
|
- `%2 = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* %1, i32 0, i32 %0`
|
|
|
- `%2 = getelementptr i32, i32* %1, i32 %0` |
