step5 实验指导

词法语法分析

如果你使用工具完成词法语法分析，修改你的语法规范以满足要求，自行修改词法规范，剩下的交给工具即可。

语义检查部分，我们需要检查是否（一）使用了未声明的变量、（二）重复声明变量。为此，我们在生成 IR 的 Visitor 遍历 AST 时，维护当前已经声明了哪些变量。遇到变量声明（declaration）和使用（primary 和 assignment）时检查即可。可以把这个要求和后面提到的符号表结合，放到 IR 生成去做。

如果你是手写分析，TODO

IR 生成

为了完成 step5 的 IR 生成，我们需要确定 IR 的栈帧布局，请看这里。

局部变量被放在栈上，但我们不能直接弹栈访问它们。因此我们需要加入访问栈内部的 load/store，以及生成栈上地址的 frameaddr 指令。并且我们再加入一个 pop 指令。

指令	参数	含义	IR 栈大小变化
`frameaddr`	一个非负整数常数 `k`	把当前栈帧底下开始第 `k` 个元素的地址压入栈中	增加 1
`load`	无参数	将栈顶弹出，作为地址 ¹ 然后加载该地址的元素（`int`），把加载到的值压入栈中	不变
`store`	无参数	弹出栈顶作为地址，读取新栈顶作为值，将值写入地址开始的 `int`	减少 1
`pop`	无参数	弹出栈顶，忽略得到的值	减少 1

IR 生成还是 Visitor 遍历，并且

遇到读取变量 primary: Identifier 的时候，查符号表确定变量是第几个，然后生成 frameaddr 和 load。
- 如果查不到同名变量，应当报错：变量未定义
遇到变量赋值的时候，先生成等号右手边的 IR，同上对等号左手边查符号表，生成 frameaddr 和 store。

注意赋值表达式是有值的，执行完它的 IR 后栈顶还保留着赋值表达式的值。这就是为什么 store 只弹栈一次。
遇到表达式语句时，生成完表达式的 IR 以后记得再生成一个 pop，保证栈帧要满足的第 1. 条性质（这里有说）
遇到声明时，除了记录新变量，还要初始化变量。

为了计算 prologue 中分配栈帧的大小，IR 除了一个指令列表，还要包含一个信息：局部变量的个数。
main 有多条语句了，所以它的 IR 是其中语句的 IR 顺序拼接。

例如 int main(){int a=2; a=a+3; return a;}，显然 a 是第 0 个变量。那它的 IR 指令序列是（每行对应一条语句）：
frameaddr 0 ; push 2 ; store ; pop ;
frameaddr 0 ; load ; push 3 ; add ; frameaddr 0 ; store ; pop ;
frameaddr 0 ; load ; ret ;

汇编生成

IR 指令到汇编的对应仍然很简单，如下表。

IR	汇编
`frameaddr k`	`addi sp, sp, -4 ; addi t1, fp, -12-4*k ; sw t1, 0(sp)`
`load`	`lw t1, 0(sp) ; lw t1, 0(t1) ; sw t1, 0(sp)`
`store`	`lw t1, 4(sp) ; lw t2, 0(sp) ; addi sp, sp, 4 ; sw t1, 0(t2)`
`pop`	`addi sp, sp, 4`

但除了把 IR 一条一条替换成汇编，step5 还需要生成 prologue 和 epilogue，并且 ret 也要修改了，参见栈帧文档。

IR	汇编
`ret`	`lw a0, 0(sp) ; addi sp, sp, 4 ; j FUNCNAME_epilogue`

另外我们还要求 main 默认返回 0：

5.4. 执行完 main 函数但没有通过 return 结束时，返回值默认为 0。

显然，如果 main 是通过 return 结束的，按照上面的修改一定是跳到 main_epilogue，否则是顺序执行到 main_epilogue 的。因此我们在 main_epilogue 之前，所有语句之后，加上 push 0 的汇编即可，表示默认返回 0。

备注

¹. 我们规定 load 的地址必须对齐到 4 字节，生成 IR 时需要保证。store 也是。 ↩

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