diff --git a/src/main/java/org/jcnc/snow/compiler/backend/generator/BinaryOpGenerator.java b/src/main/java/org/jcnc/snow/compiler/backend/generator/BinaryOpGenerator.java index de907fb..4e5bd83 100644 --- a/src/main/java/org/jcnc/snow/compiler/backend/generator/BinaryOpGenerator.java +++ b/src/main/java/org/jcnc/snow/compiler/backend/generator/BinaryOpGenerator.java @@ -2,24 +2,45 @@ package org.jcnc.snow.compiler.backend.generator; import org.jcnc.snow.compiler.backend.builder.VMProgramBuilder; import org.jcnc.snow.compiler.backend.core.InstructionGenerator; +import org.jcnc.snow.compiler.backend.util.IROpCodeMapper; import org.jcnc.snow.compiler.backend.util.OpHelper; import org.jcnc.snow.compiler.ir.instruction.BinaryOperationInstruction; import org.jcnc.snow.compiler.ir.value.IRVirtualRegister; import java.util.Map; +import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; /** - * 二元运算指令生成器 - * 支持二元运算指令的自动类型提升。 - *

类型提升优先级为：D > F > L > I > S > B

+ * 二元运算指令生成器。 + *

+ * 负责将中间表示的二元运算指令（算术运算及比较运算）生成对应的虚拟机指令序列。 + * 支持对操作数进行自动类型提升，以保证运算结果的正确性。 + *

+ *

类型提升优先级：D > F > L > I > S > B

*/ public class BinaryOpGenerator implements InstructionGenerator { - /* ---------- 类型优先级工具 ---------- */ + /** + * 用于生成唯一标签的计数器。 + */ + private static final AtomicInteger COUNTER = new AtomicInteger(0); /** - * 返回类型前缀的优先级数值。数值越大，类型“越宽”。 - * D: 6, F: 5, L: 4, I: 3, S: 2, B: 1 + * 生成一个新的唯一标签。 + * + * @param fn 当前函数名，用于标签前缀 + * @param tag 标签用途标识 + * @return 格式为 fn$tag$序号 的唯一标签字符串 + */ + private static String fresh(String fn, String tag) { + return fn + "$" + tag + "$" + COUNTER.getAndIncrement(); + } + + /** + * 返回类型字符对应的优先级。 + * + * @param p 类型字符（例如 'D','F','L','I','S','B'） + * @return 对应的优先级整数，数值越大优先级越高 */ private static int rank(char p) { return switch (p) { @@ -29,35 +50,41 @@ public class BinaryOpGenerator implements InstructionGenerator 3; case 'S' -> 2; case 'B' -> 1; - default -> 0; + default -> 0; }; } /** - * 返回a和b中优先级更高的类型前缀（即类型提升结果）。 + * 比较两个类型字符，返回优先级更高的那个。 + * + * @param a 左操作数类型 + * @param b 右操作数类型 + * @return 优先级更高者的类型字符 */ private static char promote(char a, char b) { return rank(a) >= rank(b) ? a : b; } /** - * 类型前缀转字符串，方便拼接。 + * 将类型字符转换为字符串形式。 + * + * @param p 类型字符 + * @return 长度为1的字符串 */ private static String str(char p) { return String.valueOf(p); } - /* ---------- 类型转换指令工具 ---------- */ /** - * 根据源类型和目标类型前缀，返回相应的类型转换指令助记符。 + * 获取从类型 from 到类型 to 的转换指令名称。 * - * @param from 源类型前缀 - * @param to 目标类型前缀 - * @return 转换指令字符串，如 "I2L" 或 "F2D"，若无需转换则返回null + * @param from 源类型字符 + * @param to 目标类型字符 + * @return 对应的指令名称，如 "I2L"；若两类型相同或不可转换则返回 null */ private static String convert(char from, char to) { - if (from == to) return null; // 类型一致，无需转换 + if (from == to) return null; return switch ("" + from + to) { case "IL" -> "I2L"; case "ID" -> "I2D"; @@ -73,12 +100,14 @@ public class BinaryOpGenerator implements InstructionGenerator "D2F"; case "SI" -> "S2I"; case "BI" -> "B2I"; - default -> null; // 其它组合暂未用到 + default -> null; }; } /** - * 返回本生成器支持的指令类型，即 BinaryOperationInstruction。 + * 返回该生成器支持的指令类型。 + * + * @return BinaryOperationInstruction 的 Class 对象 */ @Override public Class supportedClass() { @@ -86,12 +115,24 @@ public class BinaryOpGenerator implements InstructionGenerator步骤：

+ *
    + *
  1. 获取操作数与目标操作数寄存槽位及其类型。
    2. + *
  2. 将左右操作数加载到栈并根据需要进行类型转换。
    3. + *
  3. 区分算术/位运算与比较运算，分别生成不同指令序列：
    4. + *
      + *
    • 算术/位运算：直接调用对应的运算指令并保存结果。
      • + *
    • 比较运算：使用条件跳转生成布尔结果。
      • + *
    + *
  4. 将结果存回目标槽位，并更新槽位类型。
    5. + *
+ * + * @param ins 中间表示的二元运算指令实例 + * @param out 字节码生成器，用于输出虚拟机指令 + * @param slotMap 虚拟寄存器到槽位编号的映射 + * @param currentFn 当前函数名，用于生成唯一标签 */ @Override public void generate(BinaryOperationInstruction ins, @@ -99,35 +140,60 @@ public class BinaryOpGenerator implements InstructionGenerator slotMap, String currentFn) { - /* ------- 1. 获取左右操作数的槽位编号和类型 ------- */ - int lSlot = slotMap.get((IRVirtualRegister) ins.operands().get(0)); // 左操作数槽位 - int rSlot = slotMap.get((IRVirtualRegister) ins.operands().get(1)); // 右操作数槽位 - int dSlot = slotMap.get(ins.dest()); // 目标槽位 - char lType = out.getSlotType(lSlot); // 左操作数类型前缀 - char rType = out.getSlotType(rSlot); // 右操作数类型前缀 + /* ---------- 1. 槽位与类型 ---------- */ + int lSlot = slotMap.get((IRVirtualRegister) ins.operands().get(0)); + int rSlot = slotMap.get((IRVirtualRegister) ins.operands().get(1)); + int dSlot = slotMap.get(ins.dest()); - // 类型提升，确定本次二元运算的目标类型（优先级较高的那一个） - char tType = promote(lType, rType); - String tPref = str(tType); // 用于拼接指令字符串 + char lType = out.getSlotType(lSlot); // 如未登记默认 'I' + char rType = out.getSlotType(rSlot); - /* ------- 2. 加载左操作数，并自动进行类型转换（如有必要） ------- */ - out.emit(OpHelper.opcode(str(lType) + "_LOAD") + " " + lSlot); // LOAD指令 - String cvt = convert(lType, tType); // 如需类型提升 - if (cvt != null) out.emit(OpHelper.opcode(cvt)); // 插入类型转换指令 + char tType = promote(lType, rType); // 类型提升结果 + String tPre = str(tType); - /* ------- 3. 加载右操作数，并自动进行类型转换（如有必要） ------- */ - out.emit(OpHelper.opcode(str(rType) + "_LOAD") + " " + rSlot); // LOAD指令 - cvt = convert(rType, tType); // 如需类型提升 - if (cvt != null) out.emit(OpHelper.opcode(cvt)); // 插入类型转换指令 + /* ---------- 2. 加载并做类型转换 ---------- */ + out.emit(OpHelper.opcode(str(lType) + "_LOAD") + " " + lSlot); + String cvt = convert(lType, tType); + if (cvt != null) out.emit(OpHelper.opcode(cvt)); - /* ------- 4. 生成具体的二元运算指令 ------- */ - // 获取IR指令中的操作名（如ADD、SUB、MUL等，去掉结尾的"_"后缀） - String opName = ins.op().name().split("_")[0]; - // 例如生成 "I_ADD", "D_MUL" 等虚拟机指令 - out.emit(OpHelper.opcode(tPref + "_" + opName)); + out.emit(OpHelper.opcode(str(rType) + "_LOAD") + " " + rSlot); + cvt = convert(rType, tType); + if (cvt != null) out.emit(OpHelper.opcode(cvt)); - /* ------- 5. 结果存入目标槽位，并更新槽位类型 ------- */ - out.emit(OpHelper.opcode(tPref + "_STORE") + " " + dSlot); - out.setSlotType(dSlot, tType); // 记录运算结果的类型前缀，便于后续指令正确处理 + /* ---------- 3. 区分算术 / 比较 ---------- */ + String irName = ins.op().name(); + boolean isCmp = irName.startsWith("CMP_"); + + /* === 3-A. 普通算术 / 位运算 === */ + if (!isCmp) { + String opName = irName.split("_")[0]; // ADD / SUB / MUL … + out.emit(OpHelper.opcode(tPre + "_" + opName)); // I_ADD / D_MUL … + out.emit(OpHelper.opcode(tPre + "_STORE") + " " + dSlot); + out.setSlotType(dSlot, tType); + return; + } + + /* === 3-B. CMP_* —— 生成布尔结果 === */ + String branchOp = OpHelper.opcode(IROpCodeMapper.toVMOp(ins.op())); // IC_E / IC_NE … + String lblTrue = fresh(currentFn, "true"); + String lblEnd = fresh(currentFn, "end"); + + // ① 条件跳转；成立 → lblTrue + out.emitBranch(branchOp, lblTrue); + + // ② 不成立：压 0 + out.emit(OpHelper.opcode("I_PUSH") + " 0"); + out.emitBranch(OpHelper.opcode("JUMP"), lblEnd); + + // ③ 成立分支：压 1 + out.emit(lblTrue + ":"); + out.emit(OpHelper.opcode("I_PUSH") + " 1"); + + // ④ 结束标签 + out.emit(lblEnd + ":"); + + // ⑤ 写入目标槽位 + out.emit(OpHelper.opcode("I_STORE") + " " + dSlot); + out.setSlotType(dSlot, 'I'); // 布尔 ➜ int } }