本篇依托于2023年华为毕昇杯CompilerBagel组参赛作品和本院lab教程。
受比赛时间限制，性能优化做得比较少，只先考虑满足正确性。
仓库地址：CompilerBagel
课程网站：NJU软件学院编译原理课程，涉及本院课程教程的地方不再赘述。另外，也可以在b站关注ant-hengxin，我们伟大的蚂蚁老师，并观看相关课程视频。
好用的编译网站：godbolt.org
语言：java（使用语言识别工具antlr4）
目标翻译高级语言：sysy（简易删减版的c）
中间代码：LLVM
汇编语言：risc-v
注：语言要求和测试用例均可在华为毕昇杯的官网上找到，感兴趣的话，也可以来参加这项蛮有趣且在我心中含金量很高的比赛。
antlr
首先，将一个高级语言翻译成汇编语言，先要分析它的词法和语法，就和学习英语需要理解单词和句型一样。
我们使用antlr进行词法和语法的分析，我们编写的.g4文件可参考/src/main/java/antlr文件夹。
在词法和语法方面，在课程实验之外，我们实现增加了浮点数的内容。在编写完.g4文件之后，可利用下载好的antlr包（工具）自动生成辅助类。
仿LLVM API构建
参考/IRBuilder /Instruction
比赛中，是不允许调用LLVM的API的（显然，这是一个编译系统设计赛）。
因此，我们选择手搓了一个简陋版LLVM API的系统。
如何存储基本块、指令的信息？我们构建了一个Module-FunctionBlock-BaseBlock-Instruction-Operand/Operator的自上而下的系统存储，以及针对每个指令，我们输出对应的LLVM 代码String（在emit方法中）
如何设计API？我们直接对标了lab中使用过的API，可见下面的部分API文档，介绍了部分常用的API功能，如生成函数、添加指令、声明变量、模块跳转等。
输出LLVM IR 到文件
PrintModuleToFile(module, "test.ll");
创建模块
// 创建module
IRModule module = IRModuleCreateWithName("module");
// 初始化IRBuilder，后续将使用这个builder去生成LLVM IR
IRBuilder builder = IRCreateBuilder();
// 可以通过下面的语句为LLVM的int型和float型重命名方便以后使用
Type int32Type = IRInt32Type();
Type floatType = IRFloatType();
创建全局变量/局部变量
// TODO:
// 局部变量
// 为变量分配内存地址
ValueRef IRBuildAlloca(builder, type , "_tmp");
// 将valueRef存入pointer指向的内存中
ValueRef IRBuildStore(builder, valueRef, pointer);
//从内存中将值取出
ValueRef value = IRBuildLoad(builder, /*pointer: ValueRef*/pointer, /*varName:String*/"value");
// 全局变量
// 申明全局变量
ValueRef IRAddGlobal(module , type , "globalVarName");
// 初始化全局变量
void IRSetInitializer(module , valueRef , valueRef);
生成函数
● 先生成返回值类型(Type)
● 多个参数时需先生成函数的参数类型，再生成函数类型
● 用生成的函数类型去生成函数
// 生成返回值类型
Type returnType = int32Type;
// 生成函数参数类型
List<Type> params = new ArrayList<>();
params.add(int32Type);
params.add(floatType);
// 生成函数类型
Type funcType = new FunctionType(params, returnType);
// 生成函数，即向之前创建的module中添加函数
FunctionBlock function = IRAddFunction(module, "main", funcType);
创建基本块并添加指令
// 通过如下语句在函数中加入基本块，一个函数可以加入多个基本块
BaseBlock block1 = IRAppendBasicBlock(function, "mainEntry");
// 选择要在哪个基本块后追加指令
IRPositionBuilderAtEnd(builder, block1);
// TODO：Add, Sub, Mul, (F/S)Div, Br, ...
ValueRef IRBuildAdd(builder, lhsValRef, rhsValRef, name);
// 决定跳转到哪个块
IRBuildBr(builder, block1);
//条件跳转指令，选择跳转到哪个块
IRBuildCondBr(builder,
/*condition:ValueRef*/ condition,
/*ifTrue:BaseBlock*/ ifTrue,
/*ifFalse:BaseBlock*/ ifFalse);
//生成比较指令
ValueRef condition = IRBuildICmp(builder, /*这是个int型常量，表示比较的方式*/IRIntEQ, n, zero, "condition = n == 0");
/* 上面参数中的常量包含如下取值
IRIntEQ,
IRIntNE,
IRIntUGT,
IRIntUGE,
IRIntULT,
IRIntULE,
IRIntSGT,
IRIntSGE,
IRIntSLT,
IRIntSLE,
*/
//函数返回指令
LLVMBuildRet(builder, /*result:ValueRef*/result);
visitor的改写
参考IRGenVisitor.java
这里采用visitor遍历语法树的方式生成类LLVM中间代码。
课程实验中，我们逐步实现了返回常数的主函数、局部变量定义、加减乘除、函数定义和调用、全局变量定义、条件表达式、控制流（无条件跳转、条件跳转、if、while、break、continue）、一维数组。
相较于课程实验，我们增加了浮点数、类型转换、多维数组的访问和初始化等内容。
