摘要：介紹了YF language程式語言的AST及IR表示

    根據前面定義的語法，基本上AST就已經被決定了。因為語法每reduce一次，要麼組建一個新AST，要麼在已有的AST上新增資料。這裡照慣例採用了訪問者模式，將Code Generator設為訪問者，遍歷全部AST。遍歷過程中，在每個AST結點呼叫3個過程：genSymbolTable( ), checkType( ), genIRCode( )，分別是生成符號表，檢查型別，生成IR。因為在第一遍生成符號表的時候，很可能引用到的符號是後文出現的未知的，比如後面定義class A，前面是不能判斷A是否合理的型別。我並不想用一趟生成符號表和檢查型別，太複雜，而兩趟完成比較容易實現。

    符號表，我的設計是分為變量表、型別表、函式表三種，目的是省略了一個判斷過程，其實全部放進一個表也行。我將符號表放置在AST內，這樣的好處是利於定義可用範圍，因為Code Generator訪問進入AST後可以在裡面查詢符號，省略了用額外的指標將符號表與某個AST相關聯來確定訪問範圍。checkType過程中查詢符號，如果本層AST查詢不到，那麼就向上查詢，這個訪問鏈都在Code Generator的維護中。

    IR是三地址碼，也就是說，一條三地址碼包含4個元素，大部分情況下，第一個是操作符，第二個是返回地址，第三、四個是操作物件的地址。IR對應的虛擬機器模型有無限的暫存器，所以，臨時變數用“%”+數字，既代表一個新的暫存器，也為將來升級為SSA形式做好準備，到時只需少量修改和加上phi函式就可以。IR中，保留了全部的型別資訊，即IR採用了高階形式而非偏底層，這樣也是為了將來便於新增更多的靜態分析和優化的功能。下面介紹各條IR。

    1，賦值語句 

mov，type obj src

type是引用型別，而非真實型別。obj和src分別代表源地址和目標地址。這裡往往都是"%"+數字的臨時地址。如果是有名稱的變數而非臨時變數，則用"$"+名稱作為地址。

    2，控制流，if/else/while

if bool_val goto1 goto2    while bool_val goto1 goto2

bool_val是布林型別的臨時變數。if句是根據bool_val的值，轉移到goto1或goto2。這兩個數字代表轉移後的IR行號。while句同理。 

    3，包內型別

PkgType type_val type_name package

type_val是一個臨時地址，代表指向package.type_name的型別。

    4，陣列型別

ArrType type_element element_type dim

element_type是元素型別，dim是維數。type_element指向一個數組型別。陣列作為一種內建型別，由元素型別和維數組合而成。

    5，引數化型別

GnrcType type_val type_name generic_arguments

得到一個臨時地址type_val，指向type_name<generic_arguments>型別。generic_arguments是多個型別名用“,”連線起來的字串，也就是泛型引數。

    6，函式定義

記錄入函式表

    7，類定義

記錄入型別表

    8，介面定義

記錄入型別表

    9，新陣列定義

newArr type val dim_val

val指向新陣列頭。type是元素的型別，dim_val是多個數字用“,”連線的形式，表示多維陣列的大小。虛擬機器會開闢dim1*dim2*dim...大小的連續空間，首地址為rst_val。

    10，物件初始化

newObj  type val args_val

type是新物件的型別，往往是class類，val是其返回地址，argrs_val是多個用“,”連線的引數名稱。

    11，布林運算

AND val bool_1 bool_2OR val bool_1 bool_2

    12，比較運算

LT/GT/LE/GE/EQ/NE val bool_1 bool_2

    13，加減乘除

add_i/sub_i/mul_i/div_i val opd1 opd2    add_d/sub_d/mul_d/div_d val opd1 opd2

字尾_i、_d分別代表整數與浮點數。

    14，自加自減

inc_1 val null nulldec_1 val null null

區分前後綴++的情況。後++多一條mov語句，將原值返回到一個臨時變數。

    15，型別轉換

cast type1->ref_type2 obj src

type1->ref_type2是兩個型別名用“->”連線，表示前後型別。同時記錄兩種型別，因為有可能src是個立即數，那麼虛擬機器要分析詞法來得到這個立即數。

    16，陣列取址

getArray val pre_val dim_val

    17，物件屬性取址

getField val pre_val var_name getClass val pre_val null

前者對應a.b的情況，後者對應A.class的情況，這也是為實現反射做好準備。

    18，方法/函式取址

getFunc ptr_function scope function_name:type_signature

prt_function指向返回的函式。scope表示查詢函式的範圍，有兩種特殊情況，this和global。global代表呼叫的是全域性函式而非方法，this表示查詢caller本身的方法。function_name:type_signature是一個“:”符號連線函式名和引數型別簽名，用於在函式表中查詢，因為過載函式是通過型別簽名來區分的。

    19，方法/函式呼叫

pushGArgs ptr_func gnrc_args null 

泛型函式的型別引數入棧

pushFArgs ptr_func arg_lst null

函式的實參入棧

pushThis ptr_func scope

如果函式的caller實際上是隱藏的this引數，那麼添上這一句

invoke ptr_func rst_val rst_type

最終呼叫prt_func地址指向的函式。rst-val是返回的臨時變數，rst_type是返回的臨時變數型別。

完成。

原始碼地址：https://github.com/nklofy/Compiler