# lab2 实验报告

PB20111654 李晓奇

## 问题1: getelementptr

请给出 `IR.md` 中提到的两种 getelementptr 用法的区别,并稍加解释:

- `%2 = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* %1, i32 0, i32 %0`
  
  %2是`i32*`类型。
  
  我的理解是，这条指令相当于`%2=&%1[0][%0]`，其中将`%1`看成指向至少有两层结构的指针，GEP指令最后边的两个数字一是用来指定进入的层数，一是用来指定每层的偏移量。
  
  第一个`i32 0`表示指向第一个`[10 x i32]`块
  
  第二个`i32 %0`表示在第一个`[10 x i32]`块中指向第`%0`个元素
  
  GEP指令返回这个元素的指针，赋值给%2

- `%2 = getelementptr i32, i32* %1 i32 %0`
  
  %2同样是`i32*`类型。
  
  %1是指针，不同于上式(%1指向数组)，本式%1指向`i32`类型，所以填入一个偏移数字，即GEP指令返回`%1[%0]`的指针，赋值给%2。

## 问题2: cpp 与 .ll 的对应

请说明你的 cpp 代码片段和 .ll 的每个 BasicBlock 的对应关系。

### assign.c

![](figures/assign.png)

### fun.c

![](figures/fun.png)

### if.c

![](figures/if.png)

### while.c

![](figures/while.png)

## 问题3: Visitor Pattern

分析 `calc` 程序在输入为 `4 * (8 + 4 - 1) / 2` 时的行为：   

1. 请画出该表达式对应的抽象语法树（使用 `calc_ast.hpp` 中的 `CalcAST*` 类型和在该类型中存储的值来表示），并给节点使用数字编号。
   
   AST如下，略去了CalcAST中的root：
   
   ![](figures/CALC_AST.png)

2. 请指出示例代码在用访问者模式遍历该语法树时的遍历顺序。
   
   CalcBuilder类从AST的树根开始，访问每个节点，具体行为如下：
   
    - 如果节点是中间节点，则visit会触发该节点内部的每一个子节点的accept函数，经过一次或多次调用又触发CalcBuilder的visit，所以进行递归。
   
    - 如果节点是叶子节点，即CalcASTNum类型，则可以直接读出这个节点的数值，保存在CalcBuilder类中的val中，回溯时会使用到。
   
   所以CalcBuilder访问AST是个深度优先递归遍历的过程。
   
   遍历顺序是：
   
   1->2->3->4->5->7->8->9->11->14->16->12->15->10->13->6
   
   > 个人感觉这个过程像是根据分析树构建语法树。过程中通过val保存一次visit调用的结果，只有在涉及到翻译的节点，即加减乘除运算时才做输出。

## 实验难点

描述在实验中遇到的问题、分析和解决方案。

- 理解GEP指令和指针的关系：阅读[资料](https://llvm.org/docs/GetElementPtr.html#what-effect-do-address-spaces-have-on-geps)。

- lightIR API的使用方法：相比[代码](http://202.38.79.174/compiler_staff/2022fall-compiler_cminus/-/tree/master/include/lightir)，[文档](http://202.38.79.174/compiler_staff/2022fall-compiler_cminus/-/blob/master/Documentations/common/LightIR.md#c-apis)中有更多有助于理解的信息。所以先扫一遍文档获得宏观上的理解，再读[示例](http://202.38.79.174/compiler_staff/2022fall-compiler_cminus/-/blob/master/tests/2-ir-gen-warmup/ta_gcd/gcd_array_generator.cpp)。对于API中的每个类，文档和代码配合着看，大致就能理解了。

- 理解CalcAST和CalcBuilder的行为：读一遍代码就能懂了。

## 实验反馈

暂无～