编译原理实验报告
实验四：RISC-V 目标代码生成 2025 年 4 月 28 日
姓名：俞仲炜 学号：3220104929
功能清单
本次实验使用 Venus 模拟器
ASM 相关类定义
在 codegen/asm.hpp 中，每个类负责存储一段代码逻辑信息，并打印出对应的 RISCV 汇编代码片段。定义的具体实现重复且相对容易，故不在此赘述。
指令选择
在 codegen/inst_selector 中，实现了指令选择的相关函数，与翻译 AST 为 IR 类似，针对各个的 IR 结点分别进行处理，将代码逻辑信息从 IR 结点类转入 ASM 结点类进行存储。
具体实现均按图索骥地实现即可，此处仅简述部分需要注意之处的实现。
在处理函数调用前，存在若干个实参设置语句，需要检查参数数量，若超过 8 个则应将额外的参数通过栈传递。我设置了一个 vector 用于跟踪存储一次调用所用到的所有参数，然后在处理 CALL 时一次性将所有参数处理掉，即 selectArg 函数仅负责接收语句，将其存储到相应的数据结构，其实际职能合并到了 selectCall 中。
此外，RV32I 仅支持直接获取 -2048~2047 的立即数，故在生成内存访问指令时，需要检查偏移量大小，若超过可直接获取的范围，需要特殊处理。这里有多种实现方式，我采用了最直接的分步获取并累积的方式。
寄存器分配
在 codegen/reg_allocator.cpp 中，我实现了朴素的寄存器分配逻辑，将所有的临时变量存储在了栈上，然后用一个 vector 存储各数据的偏移量，借此访问其值。具体实现逻辑相当简单，故不在此赘述。
由于在中间代码生成部分实现了简单的临时变量分配方式，中间代码的临时变量数量极少，反映过来的栈空间占用情况也十分局限。但是这种方法最大的问题在于需要进行频繁的内存访问，导致运行时间严重增长，还导致内存访问指令泛滥，运行步数膨胀。
栈帧管理
我实现了简单的栈帧管理机制，在函数调用前后更新 sp 和 fp，并进行上下文的保存与恢复。具体实现相对简单，故不在此赘述。
亮点摘选
长距离条件跳转
RV32I 的条件跳转指令包含 12 bit 的立即数，仅支持-4096 到 +4094 范围内的跳转，而由于我采用的是朴素寄存器分配，添加了大量的内存访问指令，于是出现了超出跳转范围的情况。
解决方法很简单，无条件跳转指令有 20 bit 立即数，借助其跳转即可。我将原指令的条件反转，后面添加一条无条件跳转指令跳转至原目标地址，然后再跟一个新的 label，将其设置为条件跳转指令的目标地址，如此就解决了长距离条件跳转问题。
AI 使用情况
- debug 时借助 AI 了解报错信息的意思及其引发原因，例如
- 有三个测试点借助了 AI 帮忙找出生成的汇编代码的错误，有两个正确找出了错误之处，分别为
add.sy，array_init2.sy，还有一个 AI 没找出问题，为array_parameter.sy
当时还没用 Venus，用的 Qemu，出现了无法提供输入且没有任何输出的情况，导致无法进行人工调试，所以虽然代码简单但还是选择问 AI 了
后面问了助教，改用 Venus ，然后都是自己 debug 的了
