[midend-SCCP]修改BaiscBlock的析构逻辑，将CFG修改的职责交给优化遍,注释Mem2Reg的调试信息。

Pass_ID_List.md

@@ -3,4 +3,244 @@
 | 名称       | 优化级别     | 开发进度   |
 | ------------ | ------------ | ---------- |
 | CFG优化     | 函数级   | 已完成     |
-| DCE         | 函数级   | 待测试     |
+| DCE         | 函数级   | 待正确性测试     |
+| Mem2Reg         | 函数级   | 待正确性测试     |
+| Reg2Mem         | 函数级   | 待正确性测试     |
+
+
+# 部分优化遍的说明
+
+## Mem2Reg
+
+Mem2Reg 遍的主要目标是将那些不必要的、只用于局部标量变量的内存分配 (alloca 指令) 消除，并将这些变量的值转换为 SSA 形式。这有助于减少内存访问，提高代码效率，并为后续的优化创造更好的条件。
+
+通过Mem2Reg理解删除指令时对use关系的维护：
+
+在 `Mem2Reg` 优化遍中，当 `load` 和 `store` 指令被删除时，其 `use` 关系（即它们作为操作数与其他 `Value` 对象之间的连接）的正确消除是一个关键问题，尤其涉及到 `AllocaInst`。
+
+结合您提供的 `Mem2RegContext::renameVariables` 代码和我们之前讨论的 `usedelete` 逻辑，下面是 `use` 关系如何被正确消除的详细过程：
+
+### 问题回顾：`Use` 关系的双向性
+
+在您的 IR 设计中，`Use` 对象扮演着连接 `User`（使用者，如 `LoadInst`）和 `Value`（被使用者，如 `AllocaInst`）的双向角色：
+
+* 一个 `User` 持有对其操作数 `Value` 的 `Use` 对象（通过 `User::operands` 列表）。
+* 一个 `Value` 持有所有使用它的 `User` 的 `Use` 对象（通过 `Value::uses` 列表）。
+
+原始问题是：当一个 `LoadInst` 或 `StoreInst` 被删除时，如果不对其作为操作数与 `AllocaInst` 之间的 `Use` 关系进行明确清理，`AllocaInst` 的 `uses` 列表中就会留下指向已删除 `LoadInst` / `StoreInst` 的 `Use` 对象，导致内部的 `User*` 指针悬空，在后续访问时引发 `segmentation fault`。
+
+### `Mem2Reg` 中 `load`/`store` 指令的删除行为
+
+在 `Mem2RegContext::renameVariables` 函数中，`load` 和 `store` 指令被处理时，其行为如下：
+
+1.  **处理 `LoadInst`：**
+    当找到一个指向可提升 `AllocaInst` 的 `LoadInst` 时，其用途会被 `replaceAllUsesWith(allocaToValueStackMap[alloca].top())` 替换。这意味着任何原本使用 `LoadInst` 本身计算结果的指令，现在都直接使用 SSA 值栈顶部的 `Value`。
+    **重点：** 这一步处理的是 `LoadInst` 作为**被使用的值 (Value)** 时，其 `uses` 列表的清理。即，将 `LoadInst` 的所有使用者重定向到新的 SSA 值，并把这些 `Use` 对象从 `LoadInst` 的 `uses` 列表中移除。
+
+2.  **处理 `StoreInst`：**
+    当找到一个指向可提升 `AllocaInst` 的 `StoreInst` 时，`StoreInst` 存储的值会被压入值栈。`StoreInst` 本身并不产生可被其他指令直接使用的值（其类型是 `void`），所以它没有 `uses` 列表需要替换。
+    **重点：** `StoreInst` 的主要作用是更新内存状态，在 SSA 形式下，它被移除后需要清理它作为**使用者 (User)** 时的操作数关系。
+
+在这两种情况下，一旦 `load` 或 `store` 指令的 SSA 转换完成，它们都会通过 `instIter = SysYIROptUtils::usedelete(instIter)` 被显式删除。
+
+### `SysYIROptUtils::usedelete` 如何正确消除 `Use` 关系
+
+关键在于对 `SysYIROptUtils::usedelete` 函数的修改，使其在删除指令时，同时处理该指令作为 `User` 和 `Value` 的两种 `Use` 关系：
+
+1.  **清理指令作为 `Value` 时的 `uses` 列表 (由 `replaceAllUsesWith` 完成)：**
+    在 `usedelete` 函数中，`inst->replaceAllUsesWith(UndefinedValue::get(inst->getType()))` 的调用至关重要。这确保了：
+    * 如果被删除的 `Instruction`（例如 `LoadInst`）产生了结果值并被其他指令使用，所有这些使用者都会被重定向到 `UndefinedValue`（或者 `Mem2Reg` 中具体的 SSA 值）。
+    * 这个过程会遍历 `LoadInst` 的 `uses` 列表，并将这些 `Use` 对象从 `LoadInst` 的 `uses` 列表中移除。这意味着 `LoadInst` 自己不再被任何其他指令使用。
+
+2.  **清理指令作为 `User` 时其操作数的 `uses` 列表 (由 `RemoveUserOperandUses` 完成)：**
+    这是您提出的、并已集成到 `usedelete` 中的关键改进点。对于一个被删除的 `Instruction`（它同时也是 `User`），我们需要清理它**自己使用的操作数**所维护的 `use` 关系。
+    * 例如，`LoadInst %op1` 使用了 `%op1`（一个 `AllocaInst`）。当 `LoadInst` 被删除时，`AllocaInst` 的 `uses` 列表中有一个 `Use` 对象指向这个 `LoadInst`。
+    * `RemoveUserOperandUses` 函数会遍历被删除 `User`（即 `LoadInst` 或 `StoreInst`）的 `operands` 列表。
+    * 对于 `operands` 列表中的每个 `std::shared_ptr<Use> use_ptr`，它会获取 `Use` 对象内部指向的 `Value`（例如 `AllocaInst*`），然后调用 `value->removeUse(use_ptr)`。
+    * 这个 `removeUse` 调用会负责将 `use_ptr` 从 `AllocaInst` 的 `uses` 列表中删除。
+
+### 总结
+
+通过在 `SysYIROptUtils::usedelete` 中同时执行这两个步骤：
+
+* `replaceAllUsesWith`：处理被删除指令**作为结果被使用**时的 `use` 关系。
+* `RemoveUserOperandUses`：处理被删除指令**作为使用者（User）时，其操作数**的 `use` 关系。
+
+这就确保了当 `Mem2Reg` 遍历并删除 `load` 和 `store` 指令时，无论是它们作为 `Value` 的使用者，还是它们作为 `User` 的操作数，所有相关的 `Use` 对象都能被正确地从 `Value` 的 `uses` 列表中移除，从而避免了悬空指针和后续的 `segmentation fault`。
+
+最后，当所有指向某个 `AllocaInst` 的 `load` 和 `store` 指令都被移除后，`AllocaInst` 的 `uses` 列表将变得干净（只包含 Phi 指令，如果它们在 SSA 转换中需要保留 Alloca 作为操作数），这时在 `Mem2RegContext::cleanup()` 阶段，`SysYIROptUtils::usedelete(alloca)` 就可以安全地删除 `AllocaInst` 本身了。
+
+## Reg2Mem
+
+我们的Reg2Mem 遍的主要目标是作为 Mem2Reg 的一种逆操作，但更具体是解决后端无法识别 PhiInst 指令的问题。主要的速录是将函数参数和 PhiInst 指令的结果从 SSA 形式转换回内存形式，通过插入 alloca、load 和 store 指令来实现。其他非 Phi 的指令结果将保持 SSA 形式。
+
+## SCCP
+
+SCCP（稀疏条件常量传播）是一种编译器优化技术，它结合了常量传播和死代码消除。其核心思想是在程序执行过程中，尝试识别并替换那些在编译时就能确定其值的变量（常量），同时移除那些永远不会被执行到的代码块（不可达代码）。
+
+以下是 SCCP 的实现思路：
+
+1. 核心数据结构与工作列表：
+
+Lattice 值（Lattice Value）: SCCP 使用三值格（Three-Valued Lattice）来表示变量的状态：
+
+Top (T): 初始状态，表示变量的值未知，但可能是一个常量。
+
+Constant (C): 表示变量的值已经确定为一个具体的常量。
+
+Bottom (⊥): 表示变量的值不确定或不是一个常量（例如，它可能在运行时有多个不同的值，或者从内存中加载）。一旦变量状态变为 Bottom，它就不能再变回 Constant 或 Top。
+
+SSAPValue: 封装了 Lattice 值和常量具体值（如果状态是 Constant）。
+
+*valState (map<Value, SSAPValue>):** 存储程序中每个 Value（变量、指令结果等）的当前 SCCP Lattice 状态。
+
+*ExecutableBlocks (set<BasicBlock>):** 存储在分析过程中被确定为可执行的基本块。
+
+工作列表 (Worklists):
+
+cfgWorkList (queue<pair<BasicBlock, BasicBlock>>):** 存储待处理的控制流图（CFG）边。当一个块被标记为可执行时，它的后继边会被添加到这个列表。
+
+*ssaWorkList (queue<Instruction>):** 存储待处理的 SSA (Static Single Assignment) 指令。当一个指令的任何操作数的状态发生变化时，该指令就会被添加到这个列表，需要重新评估。
+
+2. 初始化：
+
+所有 Value 的状态都被初始化为 Top。
+
+所有基本块都被初始化为不可执行。
+
+函数的入口基本块被标记为可执行，并且该块中的所有指令被添加到 ssaWorkList。
+
+3. 迭代过程 (Fixed-Point Iteration)：
+
+SCCP 的核心是一个迭代过程，它交替处理 CFG 工作列表和 SSA 工作列表，直到达到一个不动点（即没有更多的状态变化）。
+
+处理 cfgWorkList:
+
+从 cfgWorkList 中取出一个边 (prev, next)。
+
+如果 next 块之前是不可执行的，现在通过 prev 块可达，则将其标记为可执行 (markBlockExecutable)。
+
+一旦 next 块变为可执行，其内部的所有指令（特别是 Phi 指令）都需要被重新评估，因此将它们添加到 ssaWorkList。
+
+处理 ssaWorkList:
+
+从 ssaWorkList 中取出一个指令 inst。
+
+重要： 只有当 inst 所在的块是可执行的，才处理该指令。不可执行块中的指令不参与常量传播。
+
+计算新的 Lattice 值 (computeLatticeValue): 根据指令类型和其操作数的当前 Lattice 状态，计算 inst 的新的 Lattice 状态。
+
+常量折叠: 如果所有操作数都是常量，则可以直接执行运算并得到一个新的常量结果。
+
+Bottom 传播: 如果任何操作数是 Bottom，或者运算规则导致不确定（例如除以零），则结果为 Bottom。
+
+Phi 指令的特殊处理: Phi 指令的值取决于其所有可执行的前驱块传入的值。
+
+如果所有可执行前驱都提供了相同的常量 C，则 Phi 结果为 C。
+
+如果有任何可执行前驱提供了 Bottom，或者不同的可执行前驱提供了不同的常量，则 Phi 结果为 Bottom。
+
+如果所有可执行前驱都提供了 Top，则 Phi 结果仍为 Top。
+
+更新状态: 如果 inst 的新计算出的 Lattice 值与它当前存储的值不同，则更新 valState[inst]。
+
+传播变化: 如果 inst 的状态发生变化，那么所有使用 inst 作为操作数的指令都可能受到影响，需要重新评估。因此，将 inst 的所有使用者添加到 ssaWorkList。
+
+处理终结符指令 (BranchInst, ReturnInst):
+
+对于条件分支 BranchInst，如果其条件操作数变为常量：
+
+如果条件为真，则只有真分支的目标块是可达的，将该边添加到 cfgWorkList。
+
+如果条件为假，则只有假分支的目标块是可达的，将该边添加到 cfgWorkList。
+
+如果条件不是常量（Top 或 Bottom），则两个分支都可能被执行，将两边的边都添加到 cfgWorkList。
+
+这会影响 CFG 的可达性分析，可能导致新的块被标记为可执行。
+
+4. 应用优化 (Transformation)：
+
+当两个工作列表都为空，达到不动点后，程序代码开始进行实际的修改：
+
+常量替换:
+
+遍历所有指令。如果指令的 valState 为 Constant，则用相应的 ConstantValue 替换该指令的所有用途 (replaceAllUsesWith)。
+
+将该指令标记为待删除。
+
+对于指令的操作数，如果其 valState 为 Constant，则直接将操作数替换为对应的 ConstantValue（常量折叠）。
+
+删除死指令: 遍历所有标记为待删除的指令，并从其父基本块中删除它们。
+
+删除不可达基本块: 遍历函数中的所有基本块。如果一个基本块没有被标记为可执行 (ExecutableBlocks 中不存在)，则将其从函数中删除。但入口块不能删除。
+
+简化分支指令:
+
+遍历所有可执行的基本块的终结符指令。
+
+对于条件分支 BranchInst，如果其条件操作数在 valState 中是 Constant：
+
+如果条件为真，则将该条件分支替换为一个无条件跳转到真分支目标块的指令。
+
+如果条件为假，则将该条件分支替换为一个无条件跳转到假分支目标块的指令。
+
+更新 CFG，移除不可达的分支边和其前驱信息。
+
+computeLatticeValue 的具体逻辑：
+
+这个函数是 SCCP 的核心逻辑，它定义了如何根据指令类型和操作数的当前 Lattice 状态来计算指令结果的 Lattice 状态。
+
+二元运算 (Add, Sub, Mul, Div, Rem, ICmp, And, Or):
+
+如果任何一个操作数是 Bottom，结果就是 Bottom。
+
+如果任何一个操作数是 Top，结果就是 Top。
+
+如果两个操作数都是 Constant，执行实际的常量运算，结果是一个新的 Constant。
+
+一元运算 (Neg, Not):
+
+如果操作数是 Bottom，结果就是 Bottom。
+
+如果操作数是 Top，结果就是 Top。
+
+如果操作数是 Constant，执行实际的常量运算，结果是一个新的 Constant。
+
+Load 指令: 通常情况下，Load 的结果会被标记为 Bottom，因为内存内容通常在编译时无法确定。但如果加载的是已知的全局常量，可能可以确定。在提供的代码中，它通常返回 Bottom。
+
+Store 指令: Store 不产生值，所以其 SSAPValue 保持 Top 或不关心。
+
+Call 指令: 大多数 Call 指令（尤其是对外部或有副作用的函数）的结果都是 Bottom。对于纯函数，如果所有参数都是常量，理论上可以折叠，但这需要额外的分析。
+
+GetElementPtr (GEP) 指令: GEP 计算内存地址。如果所有索引都是常量，地址本身是常量。但 SCCP 关注的是数据值，因此这里通常返回 Bottom，除非有特定的指针常量跟踪。
+
+Phi 指令: 如上所述，基于所有可执行前驱的传入值进行聚合。
+
+Alloc 指令: Alloc 分配内存，返回一个指针。其内容通常是 Bottom。
+
+Branch 和 Return 指令: 这些是终结符指令，不产生一个可用于其他指令的值，通常 SSAPValue 保持 Top 或不关心。
+
+类型转换 (ZExt, SExt, Trunc, FtoI, ItoF): 如果操作数是 Constant，则执行相应的类型转换，结果仍为 Constant。对于浮点数转换，由于 SSAPValue 的 constantVal 为 int 类型，所以对浮点数的操作会保守地返回 Bottom。
+
+未处理的指令: 默认情况下，任何未明确处理的指令都被保守地假定为产生 Bottom 值。
+
+浮点数处理的注意事项：
+
+在提供的代码中，SSAPValue 的 constantVal 是 int 类型。这使得浮点数常量传播变得复杂。对于浮点数相关的指令（kFAdd, kFMul, kFCmp, kFNeg, kFNot, kItoF, kFtoI 等），如果不能将浮点值准确地存储在 int 中，或者不能可靠地执行浮点运算，那么通常会保守地将结果设置为 Bottom。一个更完善的 SCCP 实现会使用 std::variant<int, float> 或独立的浮点常量存储来处理浮点数。
+
+
+# 后续优化可能涉及的改动
+
+## 1）将所有的alloca集中到entryblock中
+
+好处：优化友好性，方便mem2reg提升
+目前没有实现这个机制，如果想要实现首先解决同一函数不同域的同名变量命名区分
+需要保证符号表能正确维护域中的局部变量
+
+
+# 关于中端优化提升编译器性能的TODO
+
+## usedelete_withinstdelte方法
+
+这个方法删除了use关系并移除了指令，逻辑是根据Instruction* inst去find对应的迭代器并erase
+有些情况下外部持有迭代器和inst,可以省略find过程

script/runit-riscv64-single.sh

@@ -14,6 +14,7 @@ TESTDATA_DIR="${SCRIPT_DIR}/testdata" # 用于查找 .in/.out 文件
 GCC_NATIVE="gcc" # VM 内部的原生 gcc
 
 # --- 初始化变量 ---
+CLEAN_MODE=false
 GCC_TIMEOUT=10        # gcc 编译超时 (秒)
 EXEC_TIMEOUT=5        # 程序自动化执行超时 (秒)
 MAX_OUTPUT_LINES=50   # 对比失败时显示的最大行数
@@ -29,6 +30,7 @@ show_help() {
     echo "如果找到对应的 .in/.out 文件，则进行自动化测试。否则，进入交互模式。"
     echo ""
     echo "选项:"
+    echo "  -c, --clean              清理 tmp 临时目录下的所有文件。"
     echo "  -ct N                    设置 gcc 编译超时为 N 秒 (默认: 10)。"
     echo "  -t N                     设置程序自动化执行超时为 N 秒 (默认: 5)。"
     echo "  -ml N, --max-lines N     当输出对比失败时，最多显示 N 行内容 (默认: 50)。"
@@ -57,10 +59,24 @@ display_file_content() {
     fi
 }
 
+# --- 新增功能: 清理临时文件的函数 ---
+clean_tmp() {
+    echo "正在清理临时目录: ${TMP_DIR}"
+    if [ -d "${TMP_DIR}" ]; then
+        rm -rf "${TMP_DIR}"/* 2>/dev/null
+        echo "清理完成。"
+    else
+        echo "临时目录 ${TMP_DIR} 不存在，无需清理。"
+    fi
+}
+
 # --- 参数解析 ---
 # 从参数中分离出 .s 文件和选项
 for arg in "$@"; do
   case "$arg" in
+    -c|--clean)
+      CLEAN_MODE=true
+      ;;
     -ct|-t|-ml|--max-lines)
       # 选项和其值将在下一个循环中处理
       ;;
@@ -74,6 +90,7 @@ for arg in "$@"; do
           args_processed=true # 标记已处理过参数
           while [[ "$#" -gt 0 ]]; do
               case "$1" in
+                  -c|--clean) ;; # 已在外部处理
                   -ct) if [[ -n "$2" && "$2" =~ ^[0-9]+$ ]]; then GCC_TIMEOUT="$2"; shift; else echo "错误: -ct 需要一个正整数参数。" >&2; exit 1; fi ;;
                   -t)  if [[ -n "$2" && "$2" =~ ^[0-9]+$ ]]; then EXEC_TIMEOUT="$2"; shift; else echo "错误: -t 需要一个正整数参数。" >&2; exit 1; fi ;;
                   -ml|--max-lines) if [[ -n "$2" && "$2" =~ ^[0-9]+$ ]]; then MAX_OUTPUT_LINES="$2"; shift; else echo "错误: --max-lines 需要一个正整数参数。" >&2; exit 1; fi ;;
@@ -95,6 +112,14 @@ for arg in "$@"; do
 done
 
 # --- 主逻辑开始 ---
+if ${CLEAN_MODE}; then
+    clean_tmp
+    # 如果只提供了 -c 选项，则退出
+    if [ ${#S_FILES[@]} -eq 0 ]; then
+        exit 0
+    fi
+fi
+
 if [ ${#S_FILES[@]} -eq 0 ]; then
     echo "错误: 未提供任何 .s 文件作为输入。"
     show_help
@@ -162,14 +187,17 @@ for s_file in "${S_FILES[@]}"; do
                         EXPECTED_STDOUT_FILE="${TMP_DIR}/${base_name_from_s_file}.expected_stdout"
                         head -n -1 "${output_reference_file}" > "${EXPECTED_STDOUT_FILE}"
                         if [ "$ACTUAL_RETURN_CODE" -ne "$EXPECTED_RETURN_CODE" ]; then echo -e "\e[31m  返回码测试失败: 期望 ${EXPECTED_RETURN_CODE}, 实际 ${ACTUAL_RETURN_CODE}\e[0m"; is_passed=0; fi
-                        if ! diff -q <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${output_actual_file}") <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${EXPECTED_STDOUT_FILE}") >/dev/null 2>&1; then
+                        
+                        # --- 本次修改点: 使用 tr 删除所有空白字符后再比较 ---
+                        if ! diff -q <(tr -d '[:space:]' < "${output_actual_file}") <(tr -d '[:space:]' < "${EXPECTED_STDOUT_FILE}") >/dev/null 2>&1; then
                             echo -e "\e[31m  标准输出测试失败。\e[0m"; is_passed=0
                             display_file_content "${EXPECTED_STDOUT_FILE}" "    \e[36m--- 期望输出 ---\e[0m" "${MAX_OUTPUT_LINES}"
                             display_file_content "${output_actual_file}" "    \e[36m--- 实际输出 ---\e[0m" "${MAX_OUTPUT_LINES}"
                             echo -e "    \e[36m----------------\e[0m"
                         fi
                     else
-                        if ! diff -q <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${output_actual_file}") <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${output_reference_file}") >/dev/null 2>&1; then
+                        # --- 本次修改点: 使用 tr 删除所有空白字符后再比较 ---
+                        if diff -q <(tr -d '[:space:]' < "${output_actual_file}") <(tr -d '[:space:]' < "${output_reference_file}") >/dev/null 2>&1; then
                             echo -e "\e[32m  标准输出测试成功。\e[0m"
                         else
                             echo -e "\e[31m  标准输出测试失败。\e[0m"; is_passed=0

script/runit-riscv64.sh

@@ -175,7 +175,8 @@ while IFS= read -r s_file; do
                         is_passed=0
                     fi
 
-                    if ! diff -q <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${output_actual_file}") <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${EXPECTED_STDOUT_FILE}") >/dev/null 2>&1; then
+                    # --- 本次修改点: 使用 tr 删除所有空白字符后再比较 ---
+                    if ! diff -q <(tr -d '[:space:]' < "${output_actual_file}") <(tr -d '[:space:]' < "${EXPECTED_STDOUT_FILE}") >/dev/null 2>&1; then
                         echo -e "\e[31m  标准输出测试失败\e[0m"
                         is_passed=0
                         display_file_content "${EXPECTED_STDOUT_FILE}" "    \e[36m---------- 期望输出 ----------\e[0m" "${MAX_OUTPUT_LINES}"
@@ -186,7 +187,9 @@ while IFS= read -r s_file; do
                     if [ $ACTUAL_RETURN_CODE -ne 0 ]; then
                         echo -e "\e[33m警告: 程序以非零状态 ${ACTUAL_RETURN_CODE} 退出 (纯输出比较模式)。\e[0m"
                     fi
-                    if ! diff -q <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${output_actual_file}") <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${output_reference_file}") >/dev/null 2>&1; then
+                    
+                    # --- 本次修改点: 使用 tr 删除所有空白字符后再比较 ---
+                    if diff -q <(tr -d '[:space:]' < "${output_actual_file}") <(tr -d '[:space:]' < "${output_reference_file}") >/dev/null 2>&1; then
                         echo -e "\e[32m  成功: 输出与参考输出匹配\e[0m"
                     else
                         echo -e "\e[31m  失败: 输出不匹配\e[0m"

script/runit-single.sh

@@ -20,6 +20,7 @@ QEMU_RISCV64="qemu-riscv64"
 
 # --- 初始化变量 ---
 EXECUTE_MODE=false
+CLEAN_MODE=false
 SYSYC_TIMEOUT=10      # sysyc 编译超时 (秒)
 GCC_TIMEOUT=10        # gcc 编译超时 (秒)
 EXEC_TIMEOUT=5        # qemu 自动化执行超时 (秒)
@@ -37,6 +38,7 @@ show_help() {
     echo ""
     echo "选项:"
     echo "  -e, --executable         编译为可执行文件并运行测试 (必须)。"
+    echo "  -c, --clean              清理 tmp 临时目录下的所有文件。"
     echo "  -sct N                   设置 sysyc 编译超时为 N 秒 (默认: 10)。"
     echo "  -gct N                   设置 gcc 交叉编译超时为 N 秒 (默认: 10)。"
     echo "  -et N                    设置 qemu 自动化执行超时为 N 秒 (默认: 5)。"
@@ -74,6 +76,10 @@ for arg in "$@"; do
     -e|--executable)
       EXECUTE_MODE=true
       ;;
+    -c|--clean)
+      CLEAN_MODE=true
+      shift
+      ;;
     -sct|-gct|-et|-ml|--max-lines)
       # 选项和其值将在下一个循环中处理
       ;;
@@ -110,6 +116,23 @@ for arg in "$@"; do
   esac
 done
 
+if ${CLEAN_MODE}; then
+  echo "检测到 -c/--clean 选项，正在清空 ${TMP_DIR}..."
+  if [ -d "${TMP_DIR}" ]; then
+    # 使用 * 而不是 . 来确保只删除内容，不删除目录本身
+    # 忽略 rm 可能因目录为空而报告的错误
+    rm -rf "${TMP_DIR}"/* 2>/dev/null
+    echo "清理完成。"
+  else
+    echo "临时目录 ${TMP_DIR} 不存在，无需清理。"
+  fi
+  
+  # 如果只提供了 -c 选项而没有其他 .sy 文件，则在清理后退出
+  if [ ${#SY_FILES[@]} -eq 0 ] && ! ${EXECUTE_MODE}; then
+    exit 0
+  fi
+fi
+
 # --- 主逻辑开始 ---
 if ! ${EXECUTE_MODE}; then
     echo "错误: 请提供 -e 或 --executable 选项来运行测试。"
@@ -138,6 +161,7 @@ for sy_file in "${SY_FILES[@]}"; do
 
     ir_file="${TMP_DIR}/${base_name}_sysyc_riscv64.ll"
     assembly_file="${TMP_DIR}/${base_name}.s"
+    assembly_debug_file="${TMP_DIR}/${base_name}_d.s"
     executable_file="${TMP_DIR}/${base_name}"
     input_file="${source_dir}/${base_name}.in"
     output_reference_file="${source_dir}/${base_name}.out"
@@ -162,6 +186,7 @@ for sy_file in "${SY_FILES[@]}"; do
         echo -e "\e[31m错误: SysY 编译失败或超时。\e[0m"
         is_passed=0
     fi
+    # timeout -s KILL ${SYSYC_TIMEOUT} "${SYSYC}" -s asmd "${sy_file}" > "${assembly_debug_file}" 2>&1
 
     # 步骤 2: GCC 编译
     if [ "$is_passed" -eq 1 ]; then
@@ -200,21 +225,22 @@ for sy_file in "${SY_FILES[@]}"; do
                         EXPECTED_STDOUT_FILE="${TMP_DIR}/${base_name}.expected_stdout"
                         head -n -1 "${output_reference_file}" > "${EXPECTED_STDOUT_FILE}"
                         if [ "$ACTUAL_RETURN_CODE" -ne "$EXPECTED_RETURN_CODE" ]; then echo -e "\e[31m  返回码测试失败: 期望 ${EXPECTED_RETURN_CODE}, 实际 ${ACTUAL_RETURN_CODE}\e[0m"; is_passed=0; fi
-                        if ! diff -q <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${output_actual_file}") <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${EXPECTED_STDOUT_FILE}") >/dev/null 2>&1; then
+                        
+                        # --- 本次修改点: 使用 tr 删除所有空白字符后再比较 ---
+                        if ! diff -q <(tr -d '[:space:]' < "${output_actual_file}") <(tr -d '[:space:]' < "${EXPECTED_STDOUT_FILE}") >/dev/null 2>&1; then
                             echo -e "\e[31m  标准输出测试失败。\e[0m"
                             is_passed=0
-                            # --- 本次修改点: 使用新函数显示输出 ---
                             display_file_content "${EXPECTED_STDOUT_FILE}" "    \e[36m--- 期望输出 ---\e[0m" "${MAX_OUTPUT_LINES}"
                             display_file_content "${output_actual_file}" "    \e[36m--- 实际输出 ---\e[0m" "${MAX_OUTPUT_LINES}"
                             echo -e "    \e[36m----------------\e[0m"
                         fi
                     else
-                        if ! diff -q <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${output_actual_file}") <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${output_reference_file}") >/dev/null 2>&1; then
+                        # --- 本次修改点: 使用 tr 删除所有空白字符后再比较 ---
+                        if diff -q <(tr -d '[:space:]' < "${output_actual_file}") <(tr -d '[:space:]' < "${output_reference_file}") >/dev/null 2>&1; then
                             echo -e "\e[32m  标准输出测试成功。\e[0m"
                         else
                             echo -e "\e[31m  标准输出测试失败。\e[0m"
                             is_passed=0
-                            # --- 本次修改点: 使用新函数显示输出 ---
                             display_file_content "${output_reference_file}" "    \e[36m--- 期望输出 ---\e[0m" "${MAX_OUTPUT_LINES}"
                             display_file_content "${output_actual_file}" "    \e[36m--- 实际输出 ---\e[0m" "${MAX_OUTPUT_LINES}"
                             echo -e "    \e[36m----------------\e[0m"
@@ -236,7 +262,6 @@ for sy_file in "${SY_FILES[@]}"; do
             "${QEMU_RISCV64}" "${executable_file}"
             INTERACTIVE_RET_CODE=$?
             echo -e "\e[33m\n  交互模式执行完毕，程序返回码: ${INTERACTIVE_RET_CODE}\e[0m"
-            # 交互模式无法自动判断对错，默认算通过，但会提示
             echo "  注意: 交互模式的结果未经验证。"
         fi
     fi

script/runit.sh

@@ -203,7 +203,9 @@ while IFS= read -r sy_file; do
                         echo -e "\e[31m  返回码测试失败: 期望: ${EXPECTED_RETURN_CODE}, 实际: ${ACTUAL_RETURN_CODE}\e[0m"
                         is_passed=0
                     fi
-                    if ! diff -q <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${output_actual_file}") <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${EXPECTED_STDOUT_FILE}") >/dev/null 2>&1; then
+
+                    # --- 本次修改点: 使用 tr 删除所有空白字符后再比较 ---
+                    if ! diff -q <(tr -d '[:space:]' < "${output_actual_file}") <(tr -d '[:space:]' < "${EXPECTED_STDOUT_FILE}") >/dev/null 2>&1; then
                         echo -e "\e[31m  标准输出测试失败\e[0m"
                         is_passed=0
                         display_file_content "${EXPECTED_STDOUT_FILE}" "    \e[36m---------- 期望输出 ----------\e[0m" "${MAX_OUTPUT_LINES}"
@@ -214,7 +216,9 @@ while IFS= read -r sy_file; do
                     if [ $ACTUAL_RETURN_CODE -ne 0 ]; then
                         echo -e "\e[33m警告: 程序以非零状态 ${ACTUAL_RETURN_CODE} 退出 (纯输出比较模式)。\e[0m"
                     fi
-                    if ! diff -q <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${output_actual_file}") <(sed ':a;N;$!ba;s/\n*$//' "${output_reference_file}") >/dev/null 2>&1; then
+
+                    # --- 本次修改点: 使用 tr 删除所有空白字符后再比较 ---
+                    if diff -q <(tr -d '[:space:]' < "${output_actual_file}") <(tr -d '[:space:]' < "${output_reference_file}") >/dev/null 2>&1; then
                         echo -e "\e[32m  成功: 输出与参考输出匹配\e[0m"
                     else
                         echo -e "\e[31m  失败: 输出不匹配\e[0m"

src/AddressCalculationExpansion.cpp

@@ -1,171 +0,0 @@
-#include "AddressCalculationExpansion.h"
-#include <iostream>
-#include <vector>
-#include "IR.h"
-#include "IRBuilder.h"
-
-extern int DEBUG;
-
-namespace sysy {
-
-bool AddressCalculationExpansion::run() {
-    bool changed = false;
-
-    for (auto& funcPair : pModule->getFunctions()) {
-        Function* func = funcPair.second.get();
-        for (auto& bb_ptr : func->getBasicBlocks()) {
-            BasicBlock* bb = bb_ptr.get();
-            for (auto it = bb->getInstructions().begin(); it != bb->getInstructions().end(); ) {
-                Instruction* inst = it->get();
-
-                Value* basePointer = nullptr;
-                Value* valueToStore = nullptr;
-                size_t firstIndexOperandIdx = 0;
-                size_t numBaseOperands = 0;
-
-                if (inst->isLoad()) {
-                    numBaseOperands = 1;
-                    basePointer = inst->getOperand(0);
-                    firstIndexOperandIdx = 1;
-                } else if (inst->isStore()) {
-                    numBaseOperands = 2;
-                    valueToStore = inst->getOperand(0);
-                    basePointer = inst->getOperand(1);
-                    firstIndexOperandIdx = 2;
-                } else {
-                    ++it;
-                    continue;
-                }
-
-                if (inst->getNumOperands() <= numBaseOperands) {
-                    ++it;
-                    continue;
-                }
-
-                std::vector<int> dims;
-                if (AllocaInst* allocaInst = dynamic_cast<AllocaInst*>(basePointer)) {
-                    for (const auto& use_ptr : allocaInst->getDims()) {
-                        Value* dimValue = use_ptr->getValue();
-                        if (ConstantValue* constVal = dynamic_cast<ConstantValue*>(dimValue)) {
-                            dims.push_back(constVal->getInt());
-                        } else {
-                            std::cerr << "Warning: AllocaInst dimension is not a constant integer. Skipping GEP expansion for: ";
-                            SysYPrinter::printValue(allocaInst);
-                            std::cerr << "\n";
-                            dims.clear();
-                            break;
-                        }
-                    }
-                } else if (GlobalValue* globalValue = dynamic_cast<GlobalValue*>(basePointer)) {
-                    // 遍历 GlobalValue 的所有维度操作数
-                    for (const auto& use_ptr : globalValue->getDims()) {
-                        Value* dimValue = use_ptr->getValue();
-                        // 将维度值转换为常量整数
-                        if (ConstantInteger* constVal = dynamic_cast<ConstantInteger*>(dimValue)) {
-                            dims.push_back(constVal->getInt());
-                        } else {
-                            // 如果维度不是常量整数，则无法处理。
-                            // 根据 IR.h 中 GlobalValue 的构造函数，这种情况不应发生，但作为安全检查是好的。
-                            std::cerr << "Warning: GlobalValue dimension is not a constant integer. Skipping GEP expansion for: ";
-                            SysYPrinter::printValue(globalValue);
-                            std::cerr << "\n";
-                            dims.clear(); // 清空已收集的部分维度信息
-                            break;
-                        }
-                    }
-                } else {
-                    std::cerr << "Warning: Base pointer is not AllocaInst/GlobalValue or its array dimensions cannot be determined for GEP expansion. Skipping GEP for: ";
-                    SysYPrinter::printValue(basePointer);
-                    std::cerr << " in instruction ";
-                    SysYPrinter::printInst(inst);
-                    std::cerr << "\n";
-                    ++it;
-                    continue;
-                }
-
-                if (dims.empty() && (inst->getNumOperands() > numBaseOperands)) {
-                    if (DEBUG) {
-                        std::cerr << "ACE Warning: Could not get valid array dimensions for ";
-                        SysYPrinter::printValue(basePointer);
-                        std::cerr << " in instruction ";
-                        SysYPrinter::printInst(inst);
-                        std::cerr << " (expected dimensions for indices, but got none).\n";
-                    }
-                    ++it;
-                    continue;
-                }
-
-                std::vector<Value*> indexOperands;
-                for (size_t i = firstIndexOperandIdx; i < inst->getNumOperands(); ++i) {
-                    indexOperands.push_back(inst->getOperand(i));
-                }
-
-                if (AllocaInst* allocaInst = dynamic_cast<AllocaInst*>(basePointer)) {
-                    if (allocaInst->getNumDims() != indexOperands.size()) {
-                        if (DEBUG) {
-                            std::cerr << "ACE Warning: Index count (" << indexOperands.size() << ") does not match AllocaInst dimensions (" << allocaInst->getNumDims() << ") for instruction ";
-                            SysYPrinter::printInst(inst);
-                            std::cerr << "\n";
-                        }
-                        ++it;
-                        continue;
-                    }
-                }
-
-                Value* totalOffset = ConstantInteger::get(0);
-                pBuilder->setPosition(bb, it);
-
-                for (size_t i = 0; i < indexOperands.size(); ++i) {
-                    Value* index = indexOperands[i];
-                    int stride = calculateStride(dims, i);
-                    Value* strideConst = ConstantInteger::get(stride);
-                    Type* intType = Type::getIntType();
-                    BinaryInst* currentDimOffsetInst = pBuilder->createBinaryInst(Instruction::kMul, intType, index, strideConst);
-                    BinaryInst* newTotalOffsetInst = pBuilder->createBinaryInst(Instruction::kAdd, intType, totalOffset, currentDimOffsetInst);
-                    totalOffset = newTotalOffsetInst;
-                }
-
-                // 计算有效地址：effective_address = basePointer + totalOffset
-                Value* effective_address = pBuilder->createBinaryInst(Instruction::kAdd, basePointer->getType(), basePointer, totalOffset);
-
-                // 创建新的 LoadInst 或 StoreInst，indices 为空
-                Instruction* newInst = nullptr;
-                if (inst->isLoad()) {
-                    newInst = pBuilder->createLoadInst(effective_address, {});
-                    inst->replaceAllUsesWith(newInst);
-                } else { // StoreInst
-                    newInst = pBuilder->createStoreInst(valueToStore, effective_address, {});
-                }
-
-                Instruction* oldInst = it->get();
-                ++it;
-
-                for (size_t i = 0; i < oldInst->getNumOperands(); ++i) {
-                    Value* operandValue = oldInst->getOperand(i);
-                    if (operandValue) {
-                        for (auto use_it = operandValue->getUses().begin(); use_it != operandValue->getUses().end(); ++use_it) {
-                            if ((*use_it)->getUser() == oldInst && (*use_it)->getIndex() == i) {
-                                operandValue->removeUse(*use_it);
-                                break;
-                            }
-                        }
-                    }
-                }
-
-                bb->getInstructions().erase(std::prev(it));
-                changed = true;
-
-                if (DEBUG) {
-                    std::cerr << "ACE: Computed effective address:\n";
-                    SysYPrinter::printInst(dynamic_cast<Instruction*>(effective_address));
-                    std::cerr << "ACE: New Load/Store instruction:\n";
-                    SysYPrinter::printInst(newInst);
-                    std::cerr << "--------------------------------\n";
-                }
-            }
-        }
-    }
-    return changed;
-}
-
-} // namespace sysy

src/CMakeLists.txt

@@ -1,55 +1,24 @@
-# 移除 ANTLR 代码生成相关配置
-# list(APPEND CMAKE_MODULE_PATH "${ANTLR_RUNTIME}/cmake")
-# include(FindANTLR)
-# antlr_target(SysYGen SysY.g4
-#   LEXER PARSER
-#   OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}
-#   VISITOR
-# )
+# src/CMakeLists.txt
+# add_subdirectory 命令会负责遍历子目录并查找其内部的 CMakeLists.txt 文件
+add_subdirectory(frontend)
+add_subdirectory(midend)
+add_subdirectory(backend/RISCv64)
 
-# 移除 SysYParser 库的构建（如果不需要独立库）
-# add_library(SysYParser SHARED ${ANTLR_SysYGen_CXX_OUTPUTS})
-# target_include_directories(SysYParser PUBLIC ${ANTLR_RUNTIME}/runtime/src)
-# target_link_libraries(SysYParser PUBLIC antlr4_shared)
-
-# 构建 sysyc 可执行文件，使用手动提供的 SysYLexer.cpp、SysYParser.cpp 等文件
+# 构建 sysyc 可执行文件，链接各个模块的库
 add_executable(sysyc
-  sysyc.cpp
-  SysYLexer.cpp      # 手动提供的文件
-  SysYParser.cpp     # 手动提供的文件
-  SysYVisitor.cpp    # 手动提供的文件
-  IR.cpp
-  SysYIRGenerator.cpp
-  SysYIRPrinter.cpp
-  SysYIRCFGOpt.cpp
-  Pass.cpp
-  Dom.cpp
-  Liveness.cpp
-  DCE.cpp
-  AddressCalculationExpansion.cpp
-  # Mem2Reg.cpp
-  # Reg2Mem.cpp
-  RISCv64Backend.cpp
-  RISCv64ISel.cpp
-  RISCv64RegAlloc.cpp
-  RISCv64AsmPrinter.cpp
-  RISCv64Passes.cpp
-  RISCv64LLIR.cpp
+    sysyc.cpp
 )
 
-# 设置 include 路径，包含 ANTLR 运行时库和项目头文件
+# 链接各个模块的库
+target_link_libraries(sysyc PRIVATE
+    frontend_lib
+    midend_lib
+    riscv64_backend_lib
+    antlr4_shared
+)
+
+# 设置 include 路径，包含项目顶层 include 目录
 target_include_directories(sysyc PRIVATE
-  ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include  # 项目头文件目录
-  ${ANTLR_RUNTIME}/runtime/src        # ANTLR 运行时库头文件
-)
-
-# 保留 ANTLR 运行时库的链接
-target_link_libraries(sysyc PRIVATE antlr4_shared)
-
-# 保留其他编译选项
-target_compile_options(sysyc PRIVATE -frtti)
-
-# 可选：线程支持（如果需要，取消注释）
-# set(THREADS_PREFER_PTHREAD_FLAG ON)
-# find_package(Threads REQUIRED)
-# target_link_libraries(sysyc PRIVATE Threads::Threads)
+    ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include # 项目头文件目录
+    ${ANTLR_RUNTIME}/runtime/src # ANTLR运行时库头文件
+)

src/SysYIRAnalyser.cpp

@@ -1,529 +0,0 @@
-#include "SysYIRAnalyser.h"
-#include <iostream>
-
-
-namespace sysy {
-
-
-void ControlFlowAnalysis::init() {
-  // 初始化分析器
-  auto &functions = pModule->getFunctions();
-  for (const auto &function : functions) {
-    auto func = function.second.get();
-    auto basicBlocks = func->getBasicBlocks();
-    for (auto &basicBlock : basicBlocks) {
-      blockAnalysisInfo[basicBlock.get()] = new BlockAnalysisInfo();
-      blockAnalysisInfo[basicBlock.get()]->clear();
-    }
-    functionAnalysisInfo[func] = new FunctionAnalysisInfo();
-    functionAnalysisInfo[func]->clear();
-  }
-}
-
-void ControlFlowAnalysis::runControlFlowAnalysis() {
-  // 运行控制流分析
-  clear();  // 清空之前的分析结果
-  init();  // 初始化分析器
-  computeDomNode();
-  computeDomTree();
-  computeDomFrontierAllBlk();
-}
-
-void ControlFlowAnalysis::intersectOP4Dom(std::unordered_set<BasicBlock *> &dom, const std::unordered_set<BasicBlock *> &other) {
-  // 计算交集
-  for (auto it = dom.begin(); it != dom.end();) {
-    if (other.find(*it) == other.end()) {
-      // 如果other中没有这个基本块，则从dom中删除
-      it = dom.erase(it);
-    } else {
-      ++it;
-    }
-  }
-}
-
-auto ControlFlowAnalysis::findCommonDominator(BasicBlock *a, BasicBlock *b) -> BasicBlock * {
-  // 查找两个基本块的共同支配结点
-  while (a != b) {
-    BlockAnalysisInfo* infoA = blockAnalysisInfo[a];
-    BlockAnalysisInfo* infoB = blockAnalysisInfo[b];
-    // 如果深度不同，则向上移动到直接支配结点
-    // TODO：空间换时间倍增优化，优先级较低
-    while (infoA->getDomDepth() > infoB->getDomDepth()) {
-      a = const_cast<BasicBlock*>(infoA->getIdom());
-      infoA = blockAnalysisInfo[a];
-    }
-    while (infoB->getDomDepth() > infoA->getDomDepth()) {
-      b = const_cast<BasicBlock*>(infoB->getIdom());
-      infoB = blockAnalysisInfo[b];
-    }
-    if (a == b) break;
-    a = const_cast<BasicBlock*>(infoA->getIdom());
-    b = const_cast<BasicBlock*>(infoB->getIdom());
-  }
-  return a;
-}
-
-void ControlFlowAnalysis::computeDomNode(){
-  auto &functions = pModule->getFunctions();
-  // 分析每个函数内的基本块
-  for (const auto &function : functions) {
-    auto func = function.second.get();
-    auto basicBlocks = func->getBasicBlocks();
-    std::unordered_set<BasicBlock *> domSetTmp;
-    // 一开始把domSetTmp置为所有block
-    auto entry_block = func->getEntryBlock();
-    entry_block->setName("Entry");
-    blockAnalysisInfo[entry_block]->addDominants(entry_block);
-    for (auto &basicBlock : basicBlocks) {
-      domSetTmp.emplace(basicBlock.get());
-    }
-    // 初始化
-    for (auto &basicBlock : basicBlocks) {
-      if (basicBlock.get() != entry_block) {
-        blockAnalysisInfo[basicBlock.get()]->setDominants(domSetTmp);
-        // 先把所有block的必经结点都设为N
-      }
-    }
-
-    // 支配节点计算公式
-    //DOM[B]={B}∪ {⋂P∈pred(B) DOM[P]} 
-    // 其中pred(B)是B的所有前驱结点
-    // 迭代计算支配结点，直到不再变化
-    // 这里使用迭代法，直到支配结点不再变化
-    // TODO：Lengauer-Tarjan 算法可以更高效地计算支配结点 
-    // 或者按照CFG拓扑序遍历效率更高
-    bool changed = true;
-    while (changed) {
-      changed = false;
-      // 循环非start结点
-      for (auto &basicBlock : basicBlocks) {
-        if (basicBlock.get() != entry_block) {
-          auto olddom = 
-            blockAnalysisInfo[basicBlock.get()]->getDominants();
-
-          std::unordered_set<BasicBlock *> dom = 
-            blockAnalysisInfo[basicBlock->getPredecessors().front()]->getDominants();
-
-          // 对于每个基本块，计算其支配结点
-          // 取其前驱结点的支配结点的交集和自己
-          for (auto pred : basicBlock->getPredecessors()) {
-            intersectOP4Dom(dom, blockAnalysisInfo[pred]->getDominants());
-          }
-          dom.emplace(basicBlock.get());
-          blockAnalysisInfo[basicBlock.get()]->setDominants(dom);
-          
-          if (dom != olddom) {
-            changed = true;
-          }
-        }
-      }
-    }
-  }
-}
-
-// TODO： SEMI-NCA算法改进
-void ControlFlowAnalysis::computeDomTree() {
-  // 构造支配树
-  auto &functions = pModule->getFunctions();
-  for (const auto &function : functions) {
-    auto func = function.second.get();
-    auto basicBlocks = func->getBasicBlocks();
-    auto entry_block = func->getEntryBlock();
-
-    blockAnalysisInfo[entry_block]->setIdom(entry_block);
-    blockAnalysisInfo[entry_block]->setDomDepth(0); // 入口块深度为0
-
-    bool changed = true;
-    while (changed) {
-      changed = false;
-      
-      for (auto &basicBlock : basicBlocks) {
-        if (basicBlock.get() == entry_block) continue;
-        
-        BasicBlock *new_idom = nullptr;
-        for (auto pred : basicBlock->getPredecessors()) {
-          // 跳过未处理的前驱
-          if (blockAnalysisInfo[pred]->getIdom() == nullptr) continue;
-          // new_idom = (new_idom == nullptr) ? pred : findCommonDominator(new_idom, pred);
-          if (new_idom == nullptr) 
-            new_idom = pred;
-          else
-            new_idom = findCommonDominator(new_idom, pred); 
-        }
-        // 更新直接支配节点
-        if (new_idom && new_idom != blockAnalysisInfo[basicBlock.get()]->getIdom()) {
-          // 移除旧的支配关系
-          if (blockAnalysisInfo[basicBlock.get()]->getIdom()) {
-            blockAnalysisInfo[const_cast<BasicBlock*>(blockAnalysisInfo[basicBlock.get()]->getIdom())]->removeSdoms(basicBlock.get());
-          }
-          // 设置新的支配关系
-          
-          // std::cout << "Block: " << basicBlock->getName()
-          //           << " New Idom: " << new_idom->getName() << std::endl;
-
-          blockAnalysisInfo[basicBlock.get()]->setIdom(new_idom);
-          blockAnalysisInfo[new_idom]->addSdoms(basicBlock.get());
-          // 更新深度 = 直接支配节点深度 + 1
-          blockAnalysisInfo[basicBlock.get()]->setDomDepth(
-            blockAnalysisInfo[new_idom]->getDomDepth() + 1);
-          
-          changed = true;
-        }
-      }
-    }
-  }
-  // for (auto &basicBlock : basicBlocks) {
-    //   if (basicBlock.get() != func->getEntryBlock()) {
-    //     auto dominats = 
-    //       blockAnalysisInfo[basicBlock.get()]->getDominants();
-    //     bool found = false;
-    //     // 从前驱结点开始寻找直接支配结点
-    //     std::queue<BasicBlock *> q;
-    //     for (auto pred : basicBlock->getPredecessors()) {
-    //       q.push(pred);
-    //     }
-    //     // BFS遍历前驱结点，直到找到直接支配结点
-    //     while (!found && !q.empty()) {
-    //       auto curr = q.front();
-    //       q.pop();
-    //       if (curr == basicBlock.get()) 
-    //         continue;
-    //       if (dominats.count(curr) != 0U) {
-    //         blockAnalysisInfo[basicBlock.get()]->setIdom(curr);
-    //         blockAnalysisInfo[curr]->addSdoms(basicBlock.get());
-    //         found = true;
-    //       } else {
-    //         for (auto pred : curr->getPredecessors()) {
-    //           q.push(pred);
-    //         }
-    //       }
-    //     }
-    //   }
-    // }
-}
-
-// std::unordered_set<BasicBlock *> ControlFlowAnalysis::computeDomFrontier(BasicBlock *block) {
-//   std::unordered_set<BasicBlock *> ret_list;
-//   // 计算 localDF
-//   for (auto local_successor : block->getSuccessors()) {
-//     if (local_successor->getIdom() != block) {
-//       ret_list.emplace(local_successor);
-//     }
-//   }
-//   // 计算 upDF
-//   for (auto up_successor : block->getSdoms()) {
-//     auto childrenDF = computeDF(up_successor);
-//     for (auto w : childrenDF) {
-//       if (block != w->getIdom() || block == w) {
-//         ret_list.emplace(w);
-//       }
-//     }
-//   }
-
-//   return ret_list;
-// }
-
-void ControlFlowAnalysis::computeDomFrontierAllBlk() {
-  auto &functions = pModule->getFunctions();
-  for (const auto &function : functions) {
-    auto func = function.second.get();
-    auto basicBlocks = func->getBasicBlocks();
-    
-    // 按支配树深度排序（从深到浅）
-    std::vector<BasicBlock *> orderedBlocks;
-    for (auto &bb : basicBlocks) {
-      orderedBlocks.push_back(bb.get());
-    }
-    std::sort(orderedBlocks.begin(), orderedBlocks.end(), 
-      [this](BasicBlock *a, BasicBlock *b) {
-        return blockAnalysisInfo[a]->getDomDepth() > blockAnalysisInfo[b]->getDomDepth();
-      });
-    
-    // 计算支配边界
-    for (auto block : orderedBlocks) {
-      std::unordered_set<BasicBlock *> df;
-      
-      // Local DF: 直接后继中不被当前块支配的
-      for (auto succ : block->getSuccessors()) {
-        // 当前块不支配该后继（即不是其直接支配节点）
-        if (blockAnalysisInfo[succ]->getIdom() != block) {
-          df.insert(succ);
-        }
-      }
-      
-      // Up DF: 从支配子树中继承
-      for (auto child : blockAnalysisInfo[block]->getSdoms()) {
-        for (auto w : blockAnalysisInfo[child]->getDomFrontiers()) {
-          // 如果w不被当前块支配
-          if (block != blockAnalysisInfo[w]->getIdom()) {
-            df.insert(w);
-          }
-        }
-      }
-      
-      blockAnalysisInfo[block]->setDomFrontiers(df);
-    }
-  }
-}
-
-// ==========================
-// dataflow analysis utils
-// ==========================
-
-// 先引用学长的代码
-// TODO: Worklist 增加逆后序遍历机制
-void DataFlowAnalysisUtils::forwardAnalyze(Module *pModule){
-  std::map<DataFlowAnalysis *, bool> workAnalysis;
-  for (auto &dataflow : forwardAnalysisList) {
-    dataflow->init(pModule);
-  }
-
-  for (const auto &function : pModule->getFunctions()) {
-    for (auto &dataflow : forwardAnalysisList) {
-      workAnalysis.emplace(dataflow, false);
-    }
-    while (!workAnalysis.empty()) {
-      for (const auto &block : function.second->getBasicBlocks()) {
-        for (auto &elem : workAnalysis) {
-          if (elem.first->analyze(pModule, block.get())) {
-            elem.second = true;
-          }
-        }
-      }
-      std::map<DataFlowAnalysis *, bool> tmp;
-      std::remove_copy_if(workAnalysis.begin(), workAnalysis.end(), std::inserter(tmp, tmp.end()),
-                          [](const std::pair<DataFlowAnalysis *, bool> &elem) -> bool { return !elem.second; });
-      workAnalysis.swap(tmp);
-
-      for (auto &elem : workAnalysis) {
-        elem.second = false;
-      }
-    }
-  }
-}
-
-void DataFlowAnalysisUtils::backwardAnalyze(Module *pModule) {
-  std::map<DataFlowAnalysis *, bool> workAnalysis;
-  for (auto &dataflow : backwardAnalysisList) {
-    dataflow->init(pModule);
-  }
-
-  for (const auto &function : pModule->getFunctions()) {
-    for (auto &dataflow : backwardAnalysisList) {
-      workAnalysis.emplace(dataflow, false);
-    }
-    while (!workAnalysis.empty()) {
-      for (const auto &block : function.second->getBasicBlocks()) {
-        for (auto &elem : workAnalysis) {
-          if (elem.first->analyze(pModule, block.get())) {
-            elem.second = true;
-          }
-        }
-      }
-      std::map<DataFlowAnalysis *, bool> tmp;
-      std::remove_copy_if(workAnalysis.begin(), workAnalysis.end(), std::inserter(tmp, tmp.end()),
-                          [](const std::pair<DataFlowAnalysis *, bool> &elem) -> bool { return !elem.second; });
-      workAnalysis.swap(tmp);
-
-      for (auto &elem : workAnalysis) {
-        elem.second = false;
-      }
-    }
-  }
-}
-
-
-std::set<User *> ActiveVarAnalysis::getUsedSet(Instruction *inst) {
-  using Kind = Instruction::Kind;
-  std::vector<User *> operands;
-  for (const auto &operand : inst->getOperands()) {
-    operands.emplace_back(dynamic_cast<User *>(operand->getValue()));
-  }
-  std::set<User *> result;
-  switch (inst->getKind()) {
-    // phi op
-    case Kind::kPhi:
-    case Kind::kCall:
-      result.insert(std::next(operands.begin()), operands.end());
-      break;
-    case Kind::kCondBr:
-      result.insert(operands[0]);
-      break;
-    case Kind::kBr:
-    case Kind::kAlloca:
-      break;
-    // mem op
-    case Kind::kStore:
-      // StoreInst 的第一个操作数是被存储的值，第二个操作数是存储的变量
-      // 后续的是可能的数组维度
-      result.insert(operands[0]);
-      result.insert(operands.begin() + 2, operands.end());
-      break;
-    case Kind::kLoad:
-    case Kind::kLa: {
-      auto variable = dynamic_cast<AllocaInst *>(operands[0]);
-      auto global = dynamic_cast<GlobalValue *>(operands[0]);
-      auto constArray = dynamic_cast<ConstantVariable *>(operands[0]);
-      if ((variable != nullptr && variable->getNumDims() == 0) || (global != nullptr && global->getNumDims() == 0) ||
-          (constArray != nullptr && constArray->getNumDims() == 0)) {
-        result.insert(operands[0]);
-      }
-      result.insert(std::next(operands.begin()), operands.end());
-      break;
-    }
-    case Kind::kGetSubArray: {
-      for (unsigned i = 2; i < operands.size(); i++) {
-        // 数组的维度信息
-        result.insert(operands[i]);
-      }
-      break;
-    }
-    case Kind::kMemset: {
-      result.insert(std::next(operands.begin()), operands.end());
-      break;
-    }
-    case Kind::kInvalid:
-    // Binary
-    case Kind::kAdd:
-    case Kind::kSub:
-    case Kind::kMul:
-    case Kind::kDiv:
-    case Kind::kRem:
-    case Kind::kICmpEQ:
-    case Kind::kICmpNE:
-    case Kind::kICmpLT:
-    case Kind::kICmpLE:
-    case Kind::kICmpGT:
-    case Kind::kICmpGE:
-    case Kind::kFAdd:
-    case Kind::kFSub:
-    case Kind::kFMul:
-    case Kind::kFDiv:
-    case Kind::kFCmpEQ:
-    case Kind::kFCmpNE:
-    case Kind::kFCmpLT:
-    case Kind::kFCmpLE:
-    case Kind::kFCmpGT:
-    case Kind::kFCmpGE:
-    case Kind::kAnd:
-    case Kind::kOr:
-    // Unary
-    case Kind::kNeg:
-    case Kind::kNot:
-    case Kind::kFNot:
-    case Kind::kFNeg:
-    case Kind::kFtoI:
-    case Kind::kItoF:
-    // terminator
-    case Kind::kReturn:
-      result.insert(operands.begin(), operands.end());
-      break;
-    default:
-      assert(false);
-      break;
-  }
-  result.erase(nullptr);
-  return result;
-}
-
-User * ActiveVarAnalysis::getDefine(Instruction *inst) {
-  User *result = nullptr;
-  if (inst->isStore()) {
-    StoreInst* store = dynamic_cast<StoreInst *>(inst);
-    auto operand = store->getPointer();
-    AllocaInst* variable = dynamic_cast<AllocaInst *>(operand);
-    GlobalValue* global = dynamic_cast<GlobalValue *>(operand);
-    if ((variable != nullptr && variable->getNumDims() != 0) || (global != nullptr && global->getNumDims() != 0)) {
-      // 如果是数组变量或者全局变量，则不返回定义
-      // TODO：兼容数组变量
-      result = nullptr;
-    } else {
-      result = dynamic_cast<User *>(operand);
-    }
-  } else if (inst->isPhi()) {
-    result = dynamic_cast<User *>(inst->getOperand(0));
-  } else if (inst->isBinary() || inst->isUnary() || inst->isCall() ||
-             inst->isLoad() || inst->isLa()) {
-    result = dynamic_cast<User *>(inst);
-  }
-  return result;
-}
-
-void ActiveVarAnalysis::init(Module *pModule) {
-  for (const auto &function : pModule->getFunctions()) {
-    for (const auto &block : function.second->getBasicBlocks()) {
-      activeTable.emplace(block.get(), std::vector<std::set<User *>>{});
-      for (unsigned i = 0; i < block->getNumInstructions() + 1; i++)
-        activeTable.at(block.get()).emplace_back();
-    }
-  }
-}
-
-// 活跃变量分析公式 每个块内的分析动作供分析器调用
-bool ActiveVarAnalysis::analyze(Module *pModule, BasicBlock *block) {
-  bool changed = false;  // 标记数据流结果是否有变化
-  std::set<User *> activeSet{};  // 当前计算的活跃变量集合
-
-  // 步骤1: 计算基本块出口的活跃变量集 (OUT[B])
-  // 公式: OUT[B] = ∪_{S ∈ succ(B)} IN[S]
-  for (const auto &succ : block->getSuccessors()) {
-    // 获取后继块入口的活跃变量集 (IN[S])
-    auto succActiveSet = activeTable.at(succ).front();
-    // 合并所有后继块的入口活跃变量
-    activeSet.insert(succActiveSet.begin(), succActiveSet.end());
-  }
-
-  // 步骤2: 处理基本块出口处的活跃变量集
-  const auto &instructions = block->getInstructions();
-  const auto numInstructions = instructions.size();
-  
-  // 获取旧的出口活跃变量集 (block出口对应索引numInstructions)
-  const auto &oldEndActiveSet = activeTable.at(block)[numInstructions];
-  
-  // 检查出口活跃变量集是否有变化
-  if (!std::equal(activeSet.begin(), activeSet.end(), 
-                 oldEndActiveSet.begin(), oldEndActiveSet.end())) 
-  {
-    changed = true;  // 标记变化
-    activeTable.at(block)[numInstructions] = activeSet;  // 更新出口活跃变量集
-  }
-
-  // 步骤3: 逆序遍历基本块中的指令
-  // 从最后一条指令开始向前计算每个程序点的活跃变量
-  auto instructionIter = instructions.end();
-  instructionIter--;  // 指向最后一条指令
-  
-  // 从出口向入口遍历 (索引从numInstructions递减到1)
-  for (unsigned i = numInstructions; i > 0; i--) {
-    auto inst = instructionIter->get();  // 当前指令
-    
-    auto used = getUsedSet(inst);
-    User *defined = getDefine(inst);
-    
-    // 步骤3.3: 计算指令入口的活跃变量 (IN[i])
-    // 公式: IN[i] = use_i ∪ (OUT[i] - def_i)
-    activeSet.erase(defined);    // 移除被定义的变量 (OUT[i] - def_i)
-    activeSet.insert(used.begin(), used.end());  // 添加使用的变量
-    
-    // 获取旧的入口活跃变量集 (位置i-1对应当前指令的入口)
-    const auto &oldActiveSet = activeTable.at(block)[i - 1];
-    
-    // 检查活跃变量集是否有变化
-    if (!std::equal(activeSet.begin(), activeSet.end(), 
-                   oldActiveSet.begin(), oldActiveSet.end())) 
-    {
-      changed = true;  // 标记变化
-      activeTable.at(block)[i - 1] = activeSet;  // 更新入口活跃变量集
-    }
-    
-    instructionIter--;  // 移动到前一条指令
-  }
-
-  return changed;  // 返回数据流结果是否变化
-}
-
-
-
-
-} // namespace sysy
-

src/SysYIRPassManager.cpp

@@ -1,36 +0,0 @@
-// PassManager.cpp
-#include "SysYIRPassManager.h"
-#include <iostream>
-
-namespace sysy {
-
-void PassManager::run(Module& M) {
-  // 首先运行Module级别的Pass
-  for (auto& pass : modulePasses) {
-    std::cout << "Running Module Pass: " << pass->getPassName() << std::endl;
-    pass->runOnModule(M);
-  }
-
-  // 然后对每个函数运行Function级别的Pass
-  auto& functions = M.getFunctions();
-  for (auto& pair : functions) {
-    Function& F = *(pair.second); // 获取Function的引用
-    std::cout << "  Processing Function: " << F.getName() << std::endl;
-
-    // 在每个函数上运行FunctionPasses
-    bool changedInFunction;
-    do {
-      changedInFunction = false;
-      for (auto& pass : functionPasses) {
-        // 对于FunctionPasses，可以考虑一个迭代执行的循环，直到稳定
-        std::cout << "    Running Function Pass: " << pass->getPassName() << std::endl;
-        changedInFunction |= pass->runOnFunction(F);
-      }
-    } while (changedInFunction); // 循环直到函数稳定，这模拟了您SysYCFGOpt的while(changed)逻辑
-  }
-
-  // 分析Pass的运行可以在其他Pass需要时触发，或者在特定的PassManager阶段触发
-  // 对于依赖于分析结果的Pass，可以在其run方法中通过PassManager::getAnalysis()来获取
-}
-
-} // namespace sysy

src/backend/RISCv64/CMakeLists.txt

@@ -0,0 +1,23 @@
+# src/backend/RISCv64/CMakeLists.txt
+add_library(riscv64_backend_lib STATIC
+    RISCv64AsmPrinter.cpp
+    RISCv64Backend.cpp
+    RISCv64ISel.cpp
+    RISCv64LLIR.cpp
+    RISCv64RegAlloc.cpp
+    Handler/CalleeSavedHandler.cpp
+    Handler/LegalizeImmediates.cpp
+    Handler/PrologueEpilogueInsertion.cpp
+    Optimize/Peephole.cpp
+    Optimize/PostRA_Scheduler.cpp
+    Optimize/PreRA_Scheduler.cpp
+)
+
+# 包含后端模块所需的头文件路径
+target_include_directories(riscv64_backend_lib PUBLIC
+    ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../../include/backend/RISCv64 # 后端顶层头文件
+    ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../../include/backend/RISCv64/Handler # 增加 Handler 头文件路径
+    ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../../include/backend/RISCv64/Optimize # 增加 Optimize 头文件路径
+    ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../../include/midend         # 增加 midend 头文件路径 (已存在)
+    ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../../include/midend/Pass         # 增加 midend 头文件路径 (已存在)
+)

src/backend/RISCv64/Handler/CalleeSavedHandler.cpp

@@ -1,58 +1,18 @@
-#include "RISCv64Passes.h"
-#include <iostream>
+#include "CalleeSavedHandler.h"
+#include <set>
+#include <algorithm>
 
 namespace sysy {
 
-// --- 寄存器分配前优化 ---
+char CalleeSavedHandler::ID = 0;
 
-void PreRA_Scheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc) {
-    // TODO: 在此实现寄存器分配前的指令调度。
-    // 遍历mfunc中的每一个MachineBasicBlock。
-    // 对每个基本块内的MachineInstr列表进行重排。
-    //
-    // 实现思路:
-    // 1. 分析每个基本块内指令的数据依赖关系，构建依赖图(DAG)。
-    // 2. 根据目标处理器的流水线特性（指令延迟等），使用列表调度等算法对指令进行重排。
-    // 3. 此时操作的是虚拟寄存器，只存在真依赖，调度自由度最大。
-    //
-    // std::cout << "Running Pre-RA Instruction Scheduler..." << std::endl;
-}
-
-
-// --- 寄存器分配后优化 ---
-
-void PeepholeOptimizer::runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc) {
-    // TODO: 在此实现窥孔优化。
-    // 遍历mfunc中的每一个MachineBasicBlock。
-    // 对每个基本块内的MachineInstr列表进行扫描和替换。
-    //
-    // 实现思路:
-    // 1. 维护一个大小固定（例如3-5条指令）的滑动窗口。
-    // 2. 识别特定的冗余模式，例如:
-    //    - `mv a0, a1` 后紧跟 `mv a1, a0` (可消除的交换)
-    //    - `sw t0, 12(s0)` 后紧跟 `lw t1, 12(s0)` (冗余加载)
-    //    - 强度削减: `mul x, x, 2` -> `slli x, x, 1`
-    // 3. 识别后，直接修改MachineInstr列表（删除、替换或插入指令）。
-    //
-    // std::cout << "Running Post-RA Peephole Optimizer..." << std::endl;
-}
-
-void PostRA_Scheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc) {
-    // TODO: 在此实现寄存器分配后的局部指令调度。
-    // 遍历mfunc中的每一个MachineBasicBlock。
-    // 重点关注由寄存器分配器插入的spill/fill代码。
-    //
-    // 实现思路:
-    // 1. 识别出用于spill/fill的lw/sw指令。
-    // 2. 在不违反数据依赖（包括物理寄存器引入的伪依赖）的前提下，
-    //    尝试将lw指令向上移动，使其与使用它的指令之间有足够的距离，以隐藏访存延迟。
-    // 3. 同样，可以尝试将sw指令向下移动。
-    //
-    // std::cout << "Running Post-RA Local Scheduler..." << std::endl;
+bool CalleeSavedHandler::runOnFunction(Function *F, AnalysisManager& AM) {
+    // This pass works on MachineFunction level, not IR level
+    return false;
 }
 
 void CalleeSavedHandler::runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc) {
-    // 【最终方案】: 此 Pass 负责分析、分配栈空间并插入 callee-saved 寄存器的保存/恢复指令。
+    // 此 Pass 负责分析、分配栈空间并插入 callee-saved 寄存器的保存/恢复指令。
     // 它通过与 FrameInfo 协作，确保为 callee-saved 寄存器分配的空间与局部变量/溢出槽的空间不冲突。
     // 这样做可以使生成的 sd/ld 指令能被后续的优化 Pass (如 PostRA-Scheduler) 处理。
 
@@ -123,16 +83,16 @@ void CalleeSavedHandler::runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc) {
         current_offset -= 8;
     }
 
-    // 5. 【已修复】在函数结尾（ret之前）插入恢复指令，使用反向遍历来避免迭代器失效
+    // 5. 在函数结尾（ret之前）插入恢复指令，使用反向遍历来避免迭代器失效
     for (auto& mbb : mfunc->getBlocks()) {
         // 使用手动控制的反向循环
-        for (auto it = mbb->getInstructions().end(); it != mbb->getInstructions().begin(); ) {
-            // 在循环开始时就递减迭代器
-            --it;
-
+        for (auto it = mbb->getInstructions().begin(); it != mbb->getInstructions().end(); ++it) {
             if ((*it)->getOpcode() == RVOpcodes::RET) {
+                // 1. 创建一个临时vector来存储所有需要插入的恢复指令
+                std::vector<std::unique_ptr<MachineInstr>> restore_instrs;
+                
                 int current_offset_load = base_offset;
-                // 以相同的顺序恢复（从 s1 开始）
+                // 以相同的顺序（例如 s1, s2, ...）创建恢复指令
                 for (PhysicalReg reg : sorted_regs) {
                     auto ld = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::LD);
                     ld->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(reg));
@@ -140,11 +100,21 @@ void CalleeSavedHandler::runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc) {
                         std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::S0),
                         std::make_unique<ImmOperand>(current_offset_load)
                     ));
-                    // 在 'it' (即 RET 指令) 之前插入。
-                    // 因为我们是反向遍历，所以这不会影响下一次循环的 'it'。
-                    mbb->getInstructions().insert(it, std::move(ld));
+                    restore_instrs.push_back(std::move(ld));
                     current_offset_load -= 8;
                 }
+
+                // 2. 使用 make_move_iterator 一次性将所有恢复指令插入到 RET 指令之前
+                //    这可以高效地转移指令的所有权，并且只让迭代器失效一次。
+                if (!restore_instrs.empty()) {
+                    mbb->getInstructions().insert(it, 
+                        std::make_move_iterator(restore_instrs.begin()),
+                        std::make_move_iterator(restore_instrs.end())
+                    );
+                }
+
+                // 找到了RET并处理完毕后，就可以跳出内层循环，继续寻找下一个基本块
+                break; 
             }
         }
     }

src/backend/RISCv64/Handler/LegalizeImmediates.cpp

@@ -0,0 +1,168 @@
+#include "LegalizeImmediates.h"
+#include "RISCv64ISel.h" // 需要包含它以调用 getNewVReg()
+#include "RISCv64AsmPrinter.h"
+#include <vector>
+#include <iostream>
+
+
+// 声明外部调试控制变量
+extern int DEBUG;
+extern int DEEPDEBUG;
+
+namespace sysy {
+
+char LegalizeImmediatesPass::ID = 0;
+
+// 辅助函数：检查一个立即数是否在RISC-V的12位有符号范围内
+static bool isLegalImmediate(int64_t imm) {
+    return imm >= -2048 && imm <= 2047;
+}
+
+void LegalizeImmediatesPass::runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc) {
+    if (DEBUG) {
+        std::cerr << "===== Running Legalize Immediates Pass on function: " << mfunc->getName() << " =====\n";
+    }
+
+    // 定义我们保留的、用于暂存的物理寄存器
+    const PhysicalReg TEMP_REG = PhysicalReg::T5;
+    
+    // 创建一个临时的AsmPrinter用于打印指令，方便调试
+    RISCv64AsmPrinter temp_printer(mfunc);
+    if (DEEPDEBUG) {
+        temp_printer.setStream(std::cerr);
+    }
+
+    for (auto& mbb : mfunc->getBlocks()) {
+        if (DEEPDEBUG) {
+            std::cerr << "--- Processing Basic Block: " << mbb->getName() << " ---\n";
+        }
+        // 创建一个新的指令列表，用于存放合法化后的指令
+        std::vector<std::unique_ptr<MachineInstr>> new_instructions;
+        
+        for (auto& instr_ptr : mbb->getInstructions()) {
+            if (DEEPDEBUG) {
+                std::cerr << "  Checking: ";
+                // 打印指令时末尾会带换行符，所以这里不用 std::endl
+                temp_printer.printInstruction(instr_ptr.get(), true);
+            }
+
+            bool legalized = false; // 标记当前指令是否已被展开处理
+
+            switch (instr_ptr->getOpcode()) {
+                case RVOpcodes::ADDI:
+                case RVOpcodes::ADDIW: {
+                    auto& operands = instr_ptr->getOperands();
+                    auto imm_op = static_cast<ImmOperand*>(operands.back().get());
+                    
+                    if (!isLegalImmediate(imm_op->getValue())) {
+                        if (DEEPDEBUG) {
+                            std::cerr << "    >> ILLEGAL immediate (" << imm_op->getValue() << "). Expanding...\n";
+                        }
+                        // 立即数超出范围，需要展开
+                        auto rd_op = std::make_unique<RegOperand>(*static_cast<RegOperand*>(operands[0].get()));
+                        auto rs1_op = std::make_unique<RegOperand>(*static_cast<RegOperand*>(operands[1].get()));
+                        
+                        // 1. li t5, immediate
+                        auto li = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::LI);
+                        li->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(TEMP_REG));
+                        li->addOperand(std::make_unique<ImmOperand>(imm_op->getValue()));
+
+                        // 2. add/addw rd, rs1, t5
+                        auto new_op = (instr_ptr->getOpcode() == RVOpcodes::ADDI) ? RVOpcodes::ADD : RVOpcodes::ADDW;
+                        auto add = std::make_unique<MachineInstr>(new_op);
+                        add->addOperand(std::move(rd_op));
+                        add->addOperand(std::move(rs1_op));
+                        add->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(TEMP_REG));
+                        
+                        if (DEEPDEBUG) {
+                            std::cerr << "    New sequence:\n      ";
+                            temp_printer.printInstruction(li.get(), true);
+                            std::cerr << "      ";
+                            temp_printer.printInstruction(add.get(), true);
+                        }
+                        
+                        new_instructions.push_back(std::move(li));
+                        new_instructions.push_back(std::move(add));
+                        
+                        legalized = true;
+                    }
+                    break;
+                }
+                
+                // 处理所有内存加载/存储指令
+                case RVOpcodes::LB: case RVOpcodes::LH: case RVOpcodes::LW: case RVOpcodes::LD:
+                case RVOpcodes::LBU: case RVOpcodes::LHU: case RVOpcodes::LWU:
+                case RVOpcodes::SB: case RVOpcodes::SH: case RVOpcodes::SW: case RVOpcodes::SD: {
+                    auto& operands = instr_ptr->getOperands();
+                    auto mem_op = static_cast<MemOperand*>(operands.back().get());
+                    auto offset_op = mem_op->getOffset();
+                    
+                    if (!isLegalImmediate(offset_op->getValue())) {
+                        if (DEEPDEBUG) {
+                            std::cerr << "    >> ILLEGAL immediate offset (" << offset_op->getValue() << "). Expanding...\n";
+                        }
+                        // 偏移量超出范围，需要展开
+                        auto data_reg_op = std::make_unique<RegOperand>(*static_cast<RegOperand*>(operands[0].get()));
+                        auto base_reg_op = std::make_unique<RegOperand>(*mem_op->getBase());
+                        
+                        // 1. li t5, offset
+                        auto li = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::LI);
+                        li->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(TEMP_REG));
+                        li->addOperand(std::make_unique<ImmOperand>(offset_op->getValue()));
+                        
+                        // 2. add t5, base_reg, t5  (计算最终地址，结果也放在t5)
+                        auto add = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::ADD);
+                        add->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(TEMP_REG));
+                        add->addOperand(std::move(base_reg_op));
+                        add->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(TEMP_REG));
+
+                        // 3. lw/sw data_reg, 0(t5)
+                        auto mem_instr = std::make_unique<MachineInstr>(instr_ptr->getOpcode());
+                        mem_instr->addOperand(std::move(data_reg_op));
+                        mem_instr->addOperand(std::make_unique<MemOperand>(
+                            std::make_unique<RegOperand>(TEMP_REG),
+                            std::make_unique<ImmOperand>(0)
+                        ));
+                        
+                        if (DEEPDEBUG) {
+                            std::cerr << "    New sequence:\n      ";
+                            temp_printer.printInstruction(li.get(), true);
+                            std::cerr << "      ";
+                            temp_printer.printInstruction(add.get(), true);
+                            std::cerr << "      ";
+                            temp_printer.printInstruction(mem_instr.get(), true);
+                        }
+
+                        new_instructions.push_back(std::move(li));
+                        new_instructions.push_back(std::move(add));
+                        new_instructions.push_back(std::move(mem_instr));
+
+                        legalized = true;
+                    }
+                    break;
+                }
+
+                default:
+                    // 其他指令不需要处理
+                    break;
+            }
+
+            if (!legalized) {
+                if (DEEPDEBUG) {
+                    std::cerr << "    -- Immediate is legal. Skipping.\n";
+                }
+                // 如果当前指令不需要合法化，直接将其移动到新列表中
+                new_instructions.push_back(std::move(instr_ptr));
+            }
+        }
+
+        // 用新的、已合法化的指令列表替换旧的列表
+        mbb->getInstructions() = std::move(new_instructions);
+    }
+
+    if (DEBUG) {
+        std::cerr << "===== Finished Legalize Immediates Pass =====\n\n";
+    }
+}
+
+} // namespace sysy

src/backend/RISCv64/Handler/PrologueEpilogueInsertion.cpp

@@ -0,0 +1,118 @@
+#include "PrologueEpilogueInsertion.h"
+
+namespace sysy {
+
+char PrologueEpilogueInsertionPass::ID = 0;
+
+void PrologueEpilogueInsertionPass::runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc) {
+    StackFrameInfo& frame_info = mfunc->getFrameInfo();
+    
+    // 完全遵循 AsmPrinter 中的计算逻辑
+    int total_stack_size = frame_info.locals_size + 
+                           frame_info.spill_size + 
+                           frame_info.callee_saved_size + 
+                           16; // 为 ra 和 s0 固定的16字节
+    
+    int aligned_stack_size = (total_stack_size + 15) & ~15;
+    frame_info.total_size = aligned_stack_size;
+
+    // 只有在需要分配栈空间时才生成指令
+    if (aligned_stack_size > 0) {
+        // --- 1. 插入序言 ---
+        MachineBasicBlock* entry_block = mfunc->getBlocks().front().get();
+        auto& entry_instrs = entry_block->getInstructions();
+
+        std::vector<std::unique_ptr<MachineInstr>> prologue_instrs;
+
+        // 严格按照 AsmPrinter 的打印顺序来创建和组织指令
+        // 1. addi sp, sp, -aligned_stack_size
+        auto alloc_stack = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::ADDI);
+        alloc_stack->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::SP));
+        alloc_stack->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::SP));
+        alloc_stack->addOperand(std::make_unique<ImmOperand>(-aligned_stack_size));
+        prologue_instrs.push_back(std::move(alloc_stack));
+
+        // 2. sd ra, (aligned_stack_size - 8)(sp)
+        auto save_ra = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::SD);
+        save_ra->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::RA));
+        save_ra->addOperand(std::make_unique<MemOperand>(
+            std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::SP),
+            std::make_unique<ImmOperand>(aligned_stack_size - 8)
+        ));
+        prologue_instrs.push_back(std::move(save_ra));
+
+        // 3. sd s0, (aligned_stack_size - 16)(sp)
+        auto save_fp = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::SD);
+        save_fp->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::S0));
+        save_fp->addOperand(std::make_unique<MemOperand>(
+            std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::SP),
+            std::make_unique<ImmOperand>(aligned_stack_size - 16)
+        ));
+        prologue_instrs.push_back(std::move(save_fp));
+        
+        // 4. addi s0, sp, aligned_stack_size
+        auto set_fp = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::ADDI);
+        set_fp->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::S0));
+        set_fp->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::SP));
+        set_fp->addOperand(std::make_unique<ImmOperand>(aligned_stack_size));
+        prologue_instrs.push_back(std::move(set_fp));
+
+        // 确定插入点（在函数名标签之后）
+        auto insert_pos = entry_instrs.begin();
+        // [重要] 这里我们不再需要跳过LABEL，因为AsmPrinter将不再打印函数名标签
+        // 第一个基本块的标签就是函数入口
+        
+        // 一次性将所有序言指令插入
+        if (!prologue_instrs.empty()) {
+            entry_instrs.insert(insert_pos, 
+                                std::make_move_iterator(prologue_instrs.begin()),
+                                std::make_move_iterator(prologue_instrs.end()));
+        }
+
+        // --- 2. 插入尾声 ---
+        for (auto& mbb : mfunc->getBlocks()) {
+            for (auto it = mbb->getInstructions().begin(); it != mbb->getInstructions().end(); ++it) {
+                if ((*it)->getOpcode() == RVOpcodes::RET) {
+                    std::vector<std::unique_ptr<MachineInstr>> epilogue_instrs;
+
+                    // 同样严格按照 AsmPrinter 的打印顺序
+                    // 1. ld ra, (aligned_stack_size - 8)(sp)
+                    auto restore_ra = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::LD);
+                    restore_ra->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::RA));
+                    restore_ra->addOperand(std::make_unique<MemOperand>(
+                        std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::SP),
+                        std::make_unique<ImmOperand>(aligned_stack_size - 8)
+                    ));
+                    epilogue_instrs.push_back(std::move(restore_ra));
+
+                    // 2. ld s0, (aligned_stack_size - 16)(sp)
+                    auto restore_fp = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::LD);
+                    restore_fp->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::S0));
+                    restore_fp->addOperand(std::make_unique<MemOperand>(
+                        std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::SP),
+                        std::make_unique<ImmOperand>(aligned_stack_size - 16)
+                    ));
+                    epilogue_instrs.push_back(std::move(restore_fp));
+
+                    // 3. addi sp, sp, aligned_stack_size
+                    auto dealloc_stack = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::ADDI);
+                    dealloc_stack->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::SP));
+                    dealloc_stack->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::SP));
+                    dealloc_stack->addOperand(std::make_unique<ImmOperand>(aligned_stack_size));
+                    epilogue_instrs.push_back(std::move(dealloc_stack));
+
+                    if (!epilogue_instrs.empty()) {
+                        mbb->getInstructions().insert(it, 
+                                                    std::make_move_iterator(epilogue_instrs.begin()),
+                                                    std::make_move_iterator(epilogue_instrs.end()));
+                    }
+                    // 处理完一个基本块中的RET后，迭代器已失效，需跳出
+                    goto next_block;
+                }
+            }
+            next_block:;
+        }
+    }
+}
+
+} // namespace sysy

src/backend/RISCv64/Optimize/Peephole.cpp

@@ -0,0 +1,652 @@
+#include "Peephole.h"
+#include <functional>
+
+namespace sysy {
+
+char PeepholeOptimizer::ID = 0;
+
+bool PeepholeOptimizer::runOnFunction(Function *F, AnalysisManager& AM) {
+    // This pass works on MachineFunction level, not IR level
+    return false;
+}
+
+void PeepholeOptimizer::runOnMachineFunction(MachineFunction *mfunc) {
+  if (!mfunc)
+    return;
+  using namespace sysy;
+
+  // areRegsEqual: 检查两个寄存器操作数是否相等（考虑虚拟和物理寄存器）。
+  auto areRegsEqual = [](RegOperand *r1, RegOperand *r2) {
+    if (!r1 || !r2 || r1->isVirtual() != r2->isVirtual()) {
+      return false;
+    }
+    if (r1->isVirtual()) {
+      return r1->getVRegNum() == r2->getVRegNum();
+    } else {
+      return r1->getPReg() == r2->getPReg();
+    }
+  };
+
+  // 改进的 isRegUsedLater 函数 - 更完整和准确的实现
+  auto isRegUsedLater =
+      [&](const std::vector<std::unique_ptr<MachineInstr>> &instrs,
+          RegOperand *reg, size_t start_idx) -> bool {
+    for (size_t j = start_idx; j < instrs.size(); ++j) {
+      auto *instr = instrs[j].get();
+      auto opcode = instr->getOpcode();
+
+      // 检查所有操作数
+      for (size_t k = 0; k < instr->getOperands().size(); ++k) {
+        bool isDefOperand = false;
+
+        // 更完整的定义操作数判断逻辑
+        if (k == 0) { // 第一个操作数通常是目标寄存器
+          switch (opcode) {
+          // 算术和逻辑指令 - 第一个操作数是定义
+          case RVOpcodes::MV:
+          case RVOpcodes::ADDI:
+          case RVOpcodes::SLLI:
+          case RVOpcodes::SRLI:
+          case RVOpcodes::SRAI:
+          case RVOpcodes::SLTI:
+          case RVOpcodes::SLTIU:
+          case RVOpcodes::XORI:
+          case RVOpcodes::ORI:
+          case RVOpcodes::ANDI:
+          case RVOpcodes::ADD:
+          case RVOpcodes::SUB:
+          case RVOpcodes::SLL:
+          case RVOpcodes::SLT:
+          case RVOpcodes::SLTU:
+          case RVOpcodes::XOR:
+          case RVOpcodes::SRL:
+          case RVOpcodes::SRA:
+          case RVOpcodes::OR:
+          case RVOpcodes::AND:
+          case RVOpcodes::MUL:
+          case RVOpcodes::DIV:
+          case RVOpcodes::REM:
+          case RVOpcodes::LW:
+          case RVOpcodes::LH:
+          case RVOpcodes::LB:
+          case RVOpcodes::LHU:
+          case RVOpcodes::LBU:
+
+          // 存储指令 - 第一个操作数是使用（要存储的值）
+          case RVOpcodes::SW:
+          case RVOpcodes::SH:
+          case RVOpcodes::SB:
+          // 分支指令 - 第一个操作数是使用
+          case RVOpcodes::BEQ:
+          case RVOpcodes::BNE:
+          case RVOpcodes::BLT:
+          case RVOpcodes::BGE:
+          case RVOpcodes::BLTU:
+          case RVOpcodes::BGEU:
+          // 跳转指令 - 可能使用寄存器
+          case RVOpcodes::JALR:
+            isDefOperand = false;
+            break;
+
+          default:
+            // 对于未知指令，保守地假设第一个操作数可能是使用
+            isDefOperand = false;
+            break;
+          }
+        }
+
+        // 如果不是定义操作数，检查是否使用了目标寄存器
+        if (!isDefOperand) {
+          if (instr->getOperands()[k]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+            auto *use_reg =
+                static_cast<RegOperand *>(instr->getOperands()[k].get());
+            if (areRegsEqual(reg, use_reg))
+              return true;
+          }
+          // 检查内存操作数中的基址寄存器
+          if (instr->getOperands()[k]->getKind() == MachineOperand::KIND_MEM) {
+            auto *mem =
+                static_cast<MemOperand *>(instr->getOperands()[k].get());
+            if (areRegsEqual(reg, mem->getBase()))
+              return true;
+          }
+        }
+      }
+    }
+    return false;
+  };
+
+  // 检查寄存器是否在指令中被重新定义（用于更精确的分析）
+  auto isRegRedefinedAt =
+      [](MachineInstr *instr, RegOperand *reg,
+         const std::function<bool(RegOperand *, RegOperand *)> &areRegsEqual)
+      -> bool {
+    if (instr->getOperands().empty())
+      return false;
+
+    auto opcode = instr->getOpcode();
+    // 只有当第一个操作数是定义操作数时才检查
+    switch (opcode) {
+    case RVOpcodes::MV:
+    case RVOpcodes::ADDI:
+    case RVOpcodes::ADD:
+    case RVOpcodes::SUB:
+    case RVOpcodes::MUL:
+    case RVOpcodes::LW:
+      // ... 其他定义指令
+      if (instr->getOperands()[0]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+        auto *def_reg =
+            static_cast<RegOperand *>(instr->getOperands()[0].get());
+        return areRegsEqual(reg, def_reg);
+      }
+      break;
+    default:
+      break;
+    }
+    return false;
+  };
+
+  // 检查是否为存储-加载模式，支持不同大小的访问
+  auto isStoreLoadPattern = [](MachineInstr *store_instr,
+                               MachineInstr *load_instr) -> bool {
+    auto store_op = store_instr->getOpcode();
+    auto load_op = load_instr->getOpcode();
+
+    // 检查存储-加载对应关系
+    return (store_op == RVOpcodes::SW && load_op == RVOpcodes::LW) || // 32位
+           (store_op == RVOpcodes::SH &&
+            load_op == RVOpcodes::LH) || // 16位有符号
+           (store_op == RVOpcodes::SH &&
+            load_op == RVOpcodes::LHU) || // 16位无符号
+           (store_op == RVOpcodes::SB &&
+            load_op == RVOpcodes::LB) || // 8位有符号
+           (store_op == RVOpcodes::SB &&
+            load_op == RVOpcodes::LBU) ||                           // 8位无符号
+           (store_op == RVOpcodes::SD && load_op == RVOpcodes::LD); // 64位
+  };
+
+  // 检查两个内存访问是否访问相同的内存位置
+  auto areMemoryAccessesEqual =
+      [&areRegsEqual](MachineInstr *store_instr, MemOperand *store_mem,
+                      MachineInstr *load_instr, MemOperand *load_mem) -> bool {
+    // 基址寄存器必须相同
+    if (!areRegsEqual(store_mem->getBase(), load_mem->getBase())) {
+      return false;
+    }
+
+    // 偏移量必须相同
+    if (store_mem->getOffset()->getValue() !=
+        load_mem->getOffset()->getValue()) {
+      return false;
+    }
+
+    // 检查访问大小是否兼容
+    auto store_op = store_instr->getOpcode();
+    auto load_op = load_instr->getOpcode();
+
+    // 获取访问大小（字节数）
+    auto getAccessSize = [](RVOpcodes opcode) -> int {
+      switch (opcode) {
+      case RVOpcodes::LB:
+      case RVOpcodes::LBU:
+      case RVOpcodes::SB:
+        return 1; // 8位
+      case RVOpcodes::LH:
+      case RVOpcodes::LHU:
+      case RVOpcodes::SH:
+        return 2; // 16位
+      case RVOpcodes::LW:
+      case RVOpcodes::SW:
+        return 4; // 32位
+      case RVOpcodes::LD:
+      case RVOpcodes::SD:
+        return 8; // 64位
+      default:
+        return -1; // 未知
+      }
+    };
+
+    int store_size = getAccessSize(store_op);
+    int load_size = getAccessSize(load_op);
+
+    // 只有访问大小完全匹配时才能进行优化
+    // 这避免了部分重叠访问的复杂情况
+    return store_size > 0 && store_size == load_size;
+  };
+
+  // 简单的内存别名分析：检查两个内存访问之间是否可能有冲突的内存操作
+  auto isMemoryAccessSafe =
+      [&](const std::vector<std::unique_ptr<MachineInstr>> &instrs,
+          size_t store_idx, size_t load_idx, MemOperand *mem) -> bool {
+    // 检查存储和加载之间是否有可能影响内存的指令
+    for (size_t j = store_idx + 1; j < load_idx; ++j) {
+      auto *between_instr = instrs[j].get();
+      auto between_op = between_instr->getOpcode();
+
+      // 检查是否有其他内存写入操作
+      switch (between_op) {
+      case RVOpcodes::SW:
+      case RVOpcodes::SH:
+      case RVOpcodes::SB:
+      case RVOpcodes::SD: {
+        // 如果有其他存储操作，需要检查是否可能访问相同的内存
+        if (between_instr->getOperands().size() >= 2 &&
+            between_instr->getOperands()[1]->getKind() ==
+                MachineOperand::KIND_MEM) {
+
+          auto *other_mem =
+              static_cast<MemOperand *>(between_instr->getOperands()[1].get());
+
+          // 保守的别名分析：如果使用不同的基址寄存器，假设可能别名
+          if (!areRegsEqual(mem->getBase(), other_mem->getBase())) {
+            return false; // 可能的别名，不安全
+          }
+
+          // 如果基址相同但偏移量不同，检查是否重叠
+          int64_t offset1 = mem->getOffset()->getValue();
+          int64_t offset2 = other_mem->getOffset()->getValue();
+
+          // 获取访问大小来检查重叠
+          auto getAccessSize = [](RVOpcodes opcode) -> int {
+            switch (opcode) {
+            case RVOpcodes::SB:
+              return 1;
+            case RVOpcodes::SH:
+              return 2;
+            case RVOpcodes::SW:
+              return 4;
+            case RVOpcodes::SD:
+              return 8;
+            default:
+              return 4; // 默认假设4字节
+            }
+          };
+
+          int size1 = getAccessSize(RVOpcodes::SW); // 从原存储指令推断
+          int size2 = getAccessSize(between_op);
+
+          // 检查内存区域是否重叠
+          bool overlaps =
+              !(offset1 + size1 <= offset2 || offset2 + size2 <= offset1);
+          if (overlaps) {
+            return false; // 内存重叠，不安全
+          }
+        }
+        break;
+      }
+
+      // 函数调用可能有副作用
+      case RVOpcodes::JAL:
+      case RVOpcodes::JALR:
+        return false; // 函数调用可能修改内存，不安全
+
+      // 原子操作或其他可能修改内存的指令
+      // 根据具体的RISC-V扩展添加更多指令
+      default:
+        // 对于未知指令，采用保守策略
+        // 可以根据具体需求调整
+        break;
+      }
+    }
+
+    return true; // 没有发现潜在的内存冲突
+  };
+
+  // isPowerOfTwo: 检查数值是否为2的幂次，并返回其指数。
+  auto isPowerOfTwo = [](int64_t n) -> int {
+    if (n <= 0 || (n & (n - 1)) != 0)
+      return -1;
+    int shift = 0;
+    while (n > 1) {
+      n >>= 1;
+      shift++;
+    }
+    return shift;
+  };
+
+  for (auto &mbb_uptr : mfunc->getBlocks()) {
+    auto &mbb = *mbb_uptr;
+    auto &instrs = mbb.getInstructions();
+    if (instrs.size() < 2)
+      continue; // 基本块至少需要两条指令进行窥孔
+
+    // 遍历指令序列进行窥孔优化
+    for (size_t i = 0; i + 1 < instrs.size();) {
+      auto *mi1 = instrs[i].get();
+      auto *mi2 = instrs[i + 1].get();
+      bool changed = false;
+
+      // 1. 消除冗余交换移动: mv a, b; mv b, a  -> mv a, b
+      if (mi1->getOpcode() == RVOpcodes::MV &&
+          mi2->getOpcode() == RVOpcodes::MV) {
+        if (mi1->getOperands().size() == 2 && mi2->getOperands().size() == 2) {
+          if (mi1->getOperands()[0]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG &&
+              mi1->getOperands()[1]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG &&
+              mi2->getOperands()[0]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG &&
+              mi2->getOperands()[1]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+            auto *dst1 = static_cast<RegOperand *>(mi1->getOperands()[0].get());
+            auto *src1 = static_cast<RegOperand *>(mi1->getOperands()[1].get());
+            auto *dst2 = static_cast<RegOperand *>(mi2->getOperands()[0].get());
+            auto *src2 = static_cast<RegOperand *>(mi2->getOperands()[1].get());
+            if (areRegsEqual(dst1, src2) && areRegsEqual(src1, dst2)) {
+              instrs.erase(instrs.begin() + i + 1); // 移除第二条指令
+              changed = true;
+            }
+          }
+        }
+      }
+      // 2. 冗余加载消除: sw t0, offset(base); lw t1, offset(base) -> 替换或消除
+      // lw 添加ld sd支持
+      else if (isStoreLoadPattern(mi1, mi2)) {
+        if (mi1->getOperands().size() == 2 && mi2->getOperands().size() == 2) {
+          if (mi1->getOperands()[0]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG &&
+              mi1->getOperands()[1]->getKind() == MachineOperand::KIND_MEM &&
+              mi2->getOperands()[0]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG &&
+              mi2->getOperands()[1]->getKind() == MachineOperand::KIND_MEM) {
+
+            auto *store_val =
+                static_cast<RegOperand *>(mi1->getOperands()[0].get());
+            auto *store_mem =
+                static_cast<MemOperand *>(mi1->getOperands()[1].get());
+            auto *load_val =
+                static_cast<RegOperand *>(mi2->getOperands()[0].get());
+            auto *load_mem =
+                static_cast<MemOperand *>(mi2->getOperands()[1].get());
+
+            // 检查内存访问是否匹配（基址、偏移量和访问大小）
+            if (areMemoryAccessesEqual(mi1, store_mem, mi2, load_mem)) {
+              // 进行简单的内存别名分析
+              if (isMemoryAccessSafe(instrs, i, i + 1, store_mem)) {
+                if (areRegsEqual(store_val, load_val)) {
+                  // sw r1, mem; lw r1, mem -> 消除冗余的lw
+                  instrs.erase(instrs.begin() + i + 1);
+                  changed = true;
+                } else {
+                  // sw r1, mem; lw r2, mem -> 替换lw为mv r2, r1
+                  auto newInstr = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::MV);
+                  newInstr->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(*load_val));
+                  newInstr->addOperand(
+                      std::make_unique<RegOperand>(*store_val));
+                  instrs[i + 1] = std::move(newInstr);
+                  changed = true;
+                }
+              }
+            }
+          }
+        }
+      }
+      // 3. 强度削减: mul y, x, 2^n -> slli y, x, n
+      else if (mi1->getOpcode() == RVOpcodes::MUL &&
+               mi1->getOperands().size() == 3) {
+        auto *dst_op = mi1->getOperands()[0].get();
+        auto *src1_op = mi1->getOperands()[1].get();
+        auto *src2_op = mi1->getOperands()[2].get();
+
+        if (dst_op->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+          auto *dst_reg = static_cast<RegOperand *>(dst_op);
+          RegOperand *src_reg = nullptr;
+          int shift = -1;
+
+          if (src1_op->getKind() == MachineOperand::KIND_REG &&
+              src2_op->getKind() == MachineOperand::KIND_IMM) {
+            shift =
+                isPowerOfTwo(static_cast<ImmOperand *>(src2_op)->getValue());
+            if (shift >= 0)
+              src_reg = static_cast<RegOperand *>(src1_op);
+          } else if (src1_op->getKind() == MachineOperand::KIND_IMM &&
+                     src2_op->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+            shift =
+                isPowerOfTwo(static_cast<ImmOperand *>(src1_op)->getValue());
+            if (shift >= 0)
+              src_reg = static_cast<RegOperand *>(src2_op);
+          }
+
+          if (src_reg && shift >= 0 &&
+              shift <= 31) { // RISC-V 移位量限制 (0-31)
+            auto newInstr = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::SLLI);
+            newInstr->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(*dst_reg));
+            newInstr->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(*src_reg));
+            newInstr->addOperand(std::make_unique<ImmOperand>(shift));
+            instrs[i] = std::move(newInstr);
+            changed = true;
+          }
+        }
+      }
+      // 4. 地址计算优化: addi dst, base, imm1; lw/sw val, imm2(dst) -> lw/sw
+      // val, (imm1+imm2)(base)
+      else if (mi1->getOpcode() == RVOpcodes::ADDI &&
+               mi1->getOperands().size() == 3) {
+        auto opcode2 = mi2->getOpcode();
+        if (opcode2 == RVOpcodes::LW || opcode2 == RVOpcodes::SW) {
+          if (mi2->getOperands().size() == 2 &&
+              mi2->getOperands()[1]->getKind() == MachineOperand::KIND_MEM &&
+              mi1->getOperands()[0]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG &&
+              mi1->getOperands()[1]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG &&
+              mi1->getOperands()[2]->getKind() == MachineOperand::KIND_IMM) {
+
+            auto *addi_dst =
+                static_cast<RegOperand *>(mi1->getOperands()[0].get());
+            auto *addi_base =
+                static_cast<RegOperand *>(mi1->getOperands()[1].get());
+            auto *addi_imm =
+                static_cast<ImmOperand *>(mi1->getOperands()[2].get());
+
+            auto *mem_op =
+                static_cast<MemOperand *>(mi2->getOperands()[1].get());
+            auto *mem_base = mem_op->getBase();
+            auto *mem_imm = mem_op->getOffset();
+
+            // 检查 ADDI 的目标寄存器是否是内存操作的基址
+            if (areRegsEqual(addi_dst, mem_base)) {
+              // 改进的使用检查：考虑寄存器可能在后续被重新定义的情况
+              bool canOptimize = true;
+
+              // 检查从 i+2 开始的指令
+              for (size_t j = i + 2; j < instrs.size(); ++j) {
+                auto *later_instr = instrs[j].get();
+
+                // 如果寄存器被重新定义，那么它后面的使用就不相关了
+                if (isRegRedefinedAt(later_instr, addi_dst, areRegsEqual)) {
+                  break; // 寄存器被重新定义，可以安全优化
+                }
+
+                // 如果寄存器被使用，则不能优化
+                if (isRegUsedLater(instrs, addi_dst, j)) {
+                  canOptimize = false;
+                  break;
+                }
+              }
+
+              if (canOptimize) {
+                int64_t new_offset = addi_imm->getValue() + mem_imm->getValue();
+                // 检查新偏移量是否符合 RISC-V 12位有符号立即数范围
+                if (new_offset >= -2048 && new_offset <= 2047) {
+                  auto new_mem_op = std::make_unique<MemOperand>(
+                      std::make_unique<RegOperand>(*addi_base),
+                      std::make_unique<ImmOperand>(new_offset));
+                  mi2->getOperands()[1] = std::move(new_mem_op);
+                  instrs.erase(instrs.begin() + i);
+                  changed = true;
+                }
+              }
+            }
+          }
+        }
+      }
+      // 5. 冗余移动指令消除: mv x, y; op z, x, ... -> op z, y, ... (如果 x
+      // 之后不再使用)
+      else if (mi1->getOpcode() == RVOpcodes::MV &&
+               mi1->getOperands().size() == 2) {
+        if (mi1->getOperands()[0]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG &&
+            mi1->getOperands()[1]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+
+          auto *mv_dst = static_cast<RegOperand *>(mi1->getOperands()[0].get());
+          auto *mv_src = static_cast<RegOperand *>(mi1->getOperands()[1].get());
+
+          // 检查第二条指令是否使用了 mv 的目标寄存器
+          std::vector<size_t> use_positions;
+          for (size_t k = 1; k < mi2->getOperands().size(); ++k) {
+            if (mi2->getOperands()[k]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+              auto *use_reg =
+                  static_cast<RegOperand *>(mi2->getOperands()[k].get());
+              if (areRegsEqual(mv_dst, use_reg)) {
+                use_positions.push_back(k);
+              }
+            }
+            // 也检查内存操作数中的基址寄存器
+            else if (mi2->getOperands()[k]->getKind() ==
+                     MachineOperand::KIND_MEM) {
+              auto *mem =
+                  static_cast<MemOperand *>(mi2->getOperands()[k].get());
+              if (areRegsEqual(mv_dst, mem->getBase())) {
+                // 对于内存操作数，我们需要创建新的MemOperand
+                auto new_mem = std::make_unique<MemOperand>(
+                    std::make_unique<RegOperand>(*mv_src),
+                    std::make_unique<ImmOperand>(mem->getOffset()->getValue()));
+                mi2->getOperands()[k] = std::move(new_mem);
+                use_positions.push_back(k); // 标记已处理
+              }
+            }
+          }
+
+          if (!use_positions.empty()) {
+            // 改进的后续使用检查
+            bool canOptimize = true;
+            for (size_t j = i + 2; j < instrs.size(); ++j) {
+              auto *later_instr = instrs[j].get();
+
+              // 如果寄存器被重新定义，后续使用就不相关了
+              if (isRegRedefinedAt(later_instr, mv_dst, areRegsEqual)) {
+                break;
+              }
+
+              // 检查是否还有其他使用
+              if (isRegUsedLater(instrs, mv_dst, j)) {
+                canOptimize = false;
+                break;
+              }
+            }
+
+            if (canOptimize) {
+              // 替换所有寄存器使用（内存操作数已在上面处理）
+              for (size_t pos : use_positions) {
+                if (mi2->getOperands()[pos]->getKind() ==
+                    MachineOperand::KIND_REG) {
+                  mi2->getOperands()[pos] =
+                      std::make_unique<RegOperand>(*mv_src);
+                }
+              }
+              instrs.erase(instrs.begin() + i);
+              changed = true;
+            }
+          }
+        }
+      }
+      // 6. 连续加法指令合并: addi t1, t0, imm1; addi t2, t1, imm2 -> addi t2,
+      // t0, (imm1+imm2)
+      else if (mi1->getOpcode() == RVOpcodes::ADDI &&
+               mi2->getOpcode() == RVOpcodes::ADDI) {
+        if (mi1->getOperands().size() == 3 && mi2->getOperands().size() == 3) {
+          if (mi1->getOperands()[0]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG &&
+              mi1->getOperands()[1]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG &&
+              mi1->getOperands()[2]->getKind() == MachineOperand::KIND_IMM &&
+              mi2->getOperands()[0]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG &&
+              mi2->getOperands()[1]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG &&
+              mi2->getOperands()[2]->getKind() == MachineOperand::KIND_IMM) {
+
+            auto *addi1_dst =
+                static_cast<RegOperand *>(mi1->getOperands()[0].get());
+            auto *addi1_src =
+                static_cast<RegOperand *>(mi1->getOperands()[1].get());
+            auto *addi1_imm =
+                static_cast<ImmOperand *>(mi1->getOperands()[2].get());
+
+            auto *addi2_dst =
+                static_cast<RegOperand *>(mi2->getOperands()[0].get());
+            auto *addi2_src =
+                static_cast<RegOperand *>(mi2->getOperands()[1].get());
+            auto *addi2_imm =
+                static_cast<ImmOperand *>(mi2->getOperands()[2].get());
+
+            // 检查第一个ADDI的目标是否是第二个ADDI的源
+            if (areRegsEqual(addi1_dst, addi2_src)) {
+              // 改进的中间寄存器使用检查
+              bool canOptimize = true;
+              for (size_t j = i + 2; j < instrs.size(); ++j) {
+                auto *later_instr = instrs[j].get();
+
+                // 如果中间寄存器被重新定义，后续使用不相关
+                if (isRegRedefinedAt(later_instr, addi1_dst, areRegsEqual)) {
+                  break;
+                }
+
+                // 检查是否有其他使用
+                if (isRegUsedLater(instrs, addi1_dst, j)) {
+                  canOptimize = false;
+                  break;
+                }
+              }
+
+              if (canOptimize) {
+                int64_t new_imm = addi1_imm->getValue() + addi2_imm->getValue();
+                // 检查新立即数范围
+                if (new_imm >= -2048 && new_imm <= 2047) {
+                  auto newInstr =
+                      std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::ADDI);
+                  newInstr->addOperand(
+                      std::make_unique<RegOperand>(*addi2_dst));
+                  newInstr->addOperand(
+                      std::make_unique<RegOperand>(*addi1_src));
+                  newInstr->addOperand(std::make_unique<ImmOperand>(new_imm));
+                  instrs[i + 1] = std::move(newInstr);
+                  instrs.erase(instrs.begin() + i);
+                  changed = true;
+                }
+              }
+            }
+          }
+        }
+      }
+
+      // 7. ADD with zero optimization: add r1, r2, zero -> mv r1, r2
+      else if (mi1->getOpcode() == RVOpcodes::ADD &&
+               mi1->getOperands().size() == 3) {
+        if (mi1->getOperands()[0]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG &&
+            mi1->getOperands()[1]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG &&
+            mi1->getOperands()[2]->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+
+          auto *add_dst =
+              static_cast<RegOperand *>(mi1->getOperands()[0].get());
+          auto *add_src1 =
+              static_cast<RegOperand *>(mi1->getOperands()[1].get());
+          auto *add_src2 =
+              static_cast<RegOperand *>(mi1->getOperands()[2].get());
+
+          // 检查第二个源操作数是否为ZERO寄存器
+          if (!add_src2->isVirtual() &&
+              add_src2->getPReg() == PhysicalReg::ZERO) {
+            // 创建新的 MV 指令
+            auto newInstr = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::MV);
+            newInstr->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(*add_dst));
+            newInstr->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(*add_src1));
+            instrs[i] = std::move(newInstr);
+            changed = true;
+          }
+        }
+      }
+
+      // 根据是否发生变化调整遍历索引
+      if (!changed) {
+        ++i; // 没有优化，继续检查下一对指令
+      } else {
+        // 发生变化，适当回退以捕获新的优化机会。
+        // 这是一种安全的回退策略，可以触发连锁优化，且不会导致无限循环。
+        if (i > 0) {
+          --i;
+        }
+      }
+    }
+  }
+}
+
+} // namespace sysy

src/backend/RISCv64/Optimize/PostRA_Scheduler.cpp

@@ -0,0 +1,383 @@
+#include "PostRA_Scheduler.h"
+#include <set>
+#include <map>
+#include <vector>
+#include <algorithm>
+#define MAX_SCHEDULING_BLOCK_SIZE 10000 // 限制调度块大小，避免过大导致性能问题
+
+namespace sysy {
+
+char PostRA_Scheduler::ID = 0;
+
+// 检查指令是否是加载指令 (LW, LD)
+bool isLoadInstr(MachineInstr* instr) {
+    RVOpcodes opcode = instr->getOpcode();
+    return opcode == RVOpcodes::LW || opcode == RVOpcodes::LD || 
+           opcode == RVOpcodes::LH || opcode == RVOpcodes::LB || 
+           opcode == RVOpcodes::LHU || opcode == RVOpcodes::LBU || 
+           opcode == RVOpcodes::LWU;
+}
+
+// 检查指令是否是存储指令 (SW, SD)
+bool isStoreInstr(MachineInstr* instr) {
+    RVOpcodes opcode = instr->getOpcode();
+    return opcode == RVOpcodes::SW || opcode == RVOpcodes::SD || 
+           opcode == RVOpcodes::SH || opcode == RVOpcodes::SB;
+}
+
+// 检查指令是否为控制流指令
+bool isControlFlowInstr(MachineInstr* instr) {
+    RVOpcodes opcode = instr->getOpcode();
+    return opcode == RVOpcodes::RET || opcode == RVOpcodes::J || 
+           opcode == RVOpcodes::BEQ || opcode == RVOpcodes::BNE ||
+           opcode == RVOpcodes::BLT || opcode == RVOpcodes::BGE ||
+           opcode == RVOpcodes::BLTU || opcode == RVOpcodes::BGEU ||
+           opcode == RVOpcodes::CALL;
+}
+
+// 获取指令定义的寄存器 - 修复版本
+std::set<PhysicalReg> getDefinedRegisters(MachineInstr* instr) {
+    std::set<PhysicalReg> defined_regs;
+    RVOpcodes opcode = instr->getOpcode();
+    
+    // 特殊处理CALL指令
+    if (opcode == RVOpcodes::CALL) {
+        // CALL指令可能定义返回值寄存器
+        if (!instr->getOperands().empty() && 
+            instr->getOperands().front()->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+            auto reg_op = static_cast<RegOperand*>(instr->getOperands().front().get());
+            if (!reg_op->isVirtual()) {
+                defined_regs.insert(reg_op->getPReg());
+            }
+        }
+        return defined_regs;
+    }
+    
+    // 存储指令不定义寄存器
+    if (isStoreInstr(instr)) {
+        return defined_regs;
+    }
+    
+    // 分支指令不定义寄存器
+    if (opcode == RVOpcodes::BEQ || opcode == RVOpcodes::BNE ||
+        opcode == RVOpcodes::BLT || opcode == RVOpcodes::BGE ||
+        opcode == RVOpcodes::BLTU || opcode == RVOpcodes::BGEU ||
+        opcode == RVOpcodes::J || opcode == RVOpcodes::RET) {
+        return defined_regs;
+    }
+    
+    // 对于其他指令，第一个寄存器操作数通常是定义的
+    if (!instr->getOperands().empty() && 
+        instr->getOperands().front()->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+        auto reg_op = static_cast<RegOperand*>(instr->getOperands().front().get());
+        if (!reg_op->isVirtual()) {
+            defined_regs.insert(reg_op->getPReg());
+        }
+    }
+    
+    return defined_regs;
+}
+
+// 获取指令使用的寄存器 - 修复版本
+std::set<PhysicalReg> getUsedRegisters(MachineInstr* instr) {
+    std::set<PhysicalReg> used_regs;
+    RVOpcodes opcode = instr->getOpcode();
+    
+    // 特殊处理CALL指令
+    if (opcode == RVOpcodes::CALL) {
+        bool first_reg_skipped = false;
+        for (const auto& op : instr->getOperands()) {
+            if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+                if (!first_reg_skipped) {
+                    first_reg_skipped = true;
+                    continue; // 跳过返回值寄存器
+                }
+                auto reg_op = static_cast<RegOperand*>(op.get());
+                if (!reg_op->isVirtual()) {
+                    used_regs.insert(reg_op->getPReg());
+                }
+            }
+        }
+        return used_regs;
+    }
+    
+    // 对于存储指令，所有寄存器操作数都是使用的
+    if (isStoreInstr(instr)) {
+        for (const auto& op : instr->getOperands()) {
+            if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+                auto reg_op = static_cast<RegOperand*>(op.get());
+                if (!reg_op->isVirtual()) {
+                    used_regs.insert(reg_op->getPReg());
+                }
+            } else if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_MEM) {
+                auto mem_op = static_cast<MemOperand*>(op.get());
+                if (!mem_op->getBase()->isVirtual()) {
+                    used_regs.insert(mem_op->getBase()->getPReg());  
+                }
+            }
+        }
+        return used_regs;
+    }
+    
+    // 对于分支指令，所有寄存器操作数都是使用的
+    if (opcode == RVOpcodes::BEQ || opcode == RVOpcodes::BNE ||
+        opcode == RVOpcodes::BLT || opcode == RVOpcodes::BGE ||
+        opcode == RVOpcodes::BLTU || opcode == RVOpcodes::BGEU) {
+        for (const auto& op : instr->getOperands()) {
+            if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+                auto reg_op = static_cast<RegOperand*>(op.get());
+                if (!reg_op->isVirtual()) {
+                    used_regs.insert(reg_op->getPReg());
+                }
+            }
+        }
+        return used_regs;
+    }
+    
+    // 对于其他指令，除了第一个寄存器操作数（通常是定义），其余都是使用的
+    bool first_reg = true;
+    for (const auto& op : instr->getOperands()) {
+        if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+            if (first_reg) {
+                first_reg = false;
+                continue; // 跳过第一个寄存器（定义）
+            }
+            auto reg_op = static_cast<RegOperand*>(op.get());
+            if (!reg_op->isVirtual()) {
+                used_regs.insert(reg_op->getPReg());
+            }
+        } else if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_MEM) {
+            auto mem_op = static_cast<MemOperand*>(op.get());
+            if (!mem_op->getBase()->isVirtual()) {
+                used_regs.insert(mem_op->getBase()->getPReg());
+            }
+        }
+    }
+    return used_regs;
+}
+
+// 获取内存访问的基址和偏移
+struct MemoryAccess {
+    PhysicalReg base_reg;
+    int64_t offset;
+    bool valid;
+    
+    MemoryAccess() : valid(false) {}
+    MemoryAccess(PhysicalReg base, int64_t off) : base_reg(base), offset(off), valid(true) {}
+};
+
+MemoryAccess getMemoryAccess(MachineInstr* instr) {
+    if (!isLoadInstr(instr) && !isStoreInstr(instr)) {
+        return MemoryAccess();
+    }
+    
+    // 查找内存操作数
+    for (const auto& op : instr->getOperands()) {
+        if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_MEM) {
+            auto mem_op = static_cast<MemOperand*>(op.get());
+            if (!mem_op->getBase()->isVirtual()) {
+                return MemoryAccess(mem_op->getBase()->getPReg(), mem_op->getOffset()->getValue());
+            }
+        }
+    }
+    
+    return MemoryAccess();
+}
+
+// 检查内存依赖 - 加强版本
+bool hasMemoryDependency(MachineInstr* instr1, MachineInstr* instr2) {
+    // 如果都不是内存指令，没有内存依赖
+    if (!isLoadInstr(instr1) && !isStoreInstr(instr1) && 
+        !isLoadInstr(instr2) && !isStoreInstr(instr2)) {
+        return false;
+    }
+    
+    MemoryAccess mem1 = getMemoryAccess(instr1);
+    MemoryAccess mem2 = getMemoryAccess(instr2);
+    
+    if (!mem1.valid || !mem2.valid) {
+        // 如果无法确定内存访问模式，保守地认为存在依赖
+        return true;
+    }
+    
+    // 如果访问相同的内存位置
+    if (mem1.base_reg == mem2.base_reg && mem1.offset == mem2.offset) {
+        // Store->Load: RAW依赖
+        // Load->Store: WAR依赖  
+        // Store->Store: WAW依赖
+        return isStoreInstr(instr1) || isStoreInstr(instr2);
+    }
+    
+    // 不同内存位置通常没有依赖，但为了安全起见，
+    // 如果涉及store指令，我们需要更保守
+    if (isStoreInstr(instr1) && isLoadInstr(instr2)) {
+        // 保守处理：不同store和load之间可能有别名
+        return false; // 这里可以根据需要调整策略
+    }
+    
+    return false;
+}
+
+// 检查两个指令之间是否存在依赖关系 - 修复版本
+bool hasDependency(MachineInstr* instr1, MachineInstr* instr2) {
+    // 检查RAW依赖：instr1定义的寄存器是否被instr2使用
+    auto defined_regs1 = getDefinedRegisters(instr1);
+    auto used_regs2 = getUsedRegisters(instr2);
+    
+    for (const auto& reg : defined_regs1) {
+        if (used_regs2.find(reg) != used_regs2.end()) {
+            return true; // RAW依赖 - instr2读取instr1写入的值
+        }
+    }
+    
+    // 检查WAR依赖：instr1使用的寄存器是否被instr2定义
+    auto used_regs1 = getUsedRegisters(instr1);
+    auto defined_regs2 = getDefinedRegisters(instr2);
+    
+    for (const auto& reg : used_regs1) {
+        if (defined_regs2.find(reg) != defined_regs2.end()) {
+            return true; // WAR依赖 - instr2覆盖instr1需要的值
+        }
+    }
+    
+    // 检查WAW依赖：两个指令定义相同寄存器
+    for (const auto& reg : defined_regs1) {
+        if (defined_regs2.find(reg) != defined_regs2.end()) {
+            return true; // WAW依赖 - 两条指令写入同一寄存器
+        }
+    }
+    
+    // 检查内存依赖
+    if (hasMemoryDependency(instr1, instr2)) {
+        return true;
+    }
+    
+    return false;
+}
+
+// 检查是否可以安全地将instr1和instr2交换位置
+bool canSwapInstructions(MachineInstr* instr1, MachineInstr* instr2) {
+    // 不能移动控制流指令
+    if (isControlFlowInstr(instr1) || isControlFlowInstr(instr2)) {
+        return false;
+    }
+    
+    // 检查双向依赖关系
+    return !hasDependency(instr1, instr2) && !hasDependency(instr2, instr1);
+}
+
+// 新增：验证调度结果的正确性
+void validateSchedule(const std::vector<MachineInstr*>& instr_list) {
+    for (int i = 0; i < (int)instr_list.size(); i++) {
+        for (int j = i + 1; j < (int)instr_list.size(); j++) {
+            MachineInstr* earlier = instr_list[i];
+            MachineInstr* later = instr_list[j];
+            
+            // 检查是否存在被违反的依赖关系
+            auto defined_regs = getDefinedRegisters(earlier);
+            auto used_regs = getUsedRegisters(later);
+            
+            // 检查RAW依赖
+            for (const auto& reg : defined_regs) {
+                if (used_regs.find(reg) != used_regs.end()) {
+                    // 这是正常的依赖关系，earlier应该在later之前
+                    continue;
+                }
+            }
+            
+            // 检查内存依赖
+            if (hasMemoryDependency(earlier, later)) {
+                MemoryAccess mem1 = getMemoryAccess(earlier);
+                MemoryAccess mem2 = getMemoryAccess(later);
+                
+                if (mem1.valid && mem2.valid && 
+                    mem1.base_reg == mem2.base_reg && mem1.offset == mem2.offset) {
+                    if (isStoreInstr(earlier) && isLoadInstr(later)) {
+                        // Store->Load依赖，顺序正确
+                        continue;
+                    }
+                }
+            }
+        }
+    }
+}
+
+// 在基本块内对指令进行调度优化 - 完全重写版本
+void scheduleBlock(MachineBasicBlock* mbb) {
+    auto& instructions = mbb->getInstructions();
+    if (instructions.size() <= 1) return;
+    if (instructions.size() > MAX_SCHEDULING_BLOCK_SIZE) {
+      return; // 跳过超大块，防止卡住
+    }
+    
+    std::vector<MachineInstr*> instr_list;
+    for (auto& instr : instructions) {
+        instr_list.push_back(instr.get());
+    }
+    
+    // 使用更严格的调度策略，避免破坏依赖关系
+    bool changed = true;
+    int max_iterations = 10; // 限制迭代次数避免死循环
+    int iteration = 0;
+    
+    while (changed && iteration < max_iterations) {
+        changed = false;
+        iteration++;
+        
+        for (int i = 0; i < (int)instr_list.size() - 1; i++) {
+            MachineInstr* instr1 = instr_list[i];
+            MachineInstr* instr2 = instr_list[i + 1];
+            
+            // 只进行非常保守的优化
+            bool should_swap = false;
+            
+            // 策略1: 将load指令提前，减少load-use延迟
+            if (isLoadInstr(instr2) && !isLoadInstr(instr1) && !isStoreInstr(instr1)) {
+                should_swap = canSwapInstructions(instr1, instr2);
+            }
+            // 策略2: 将非关键store指令延后，为其他指令让路
+            else if (isStoreInstr(instr1) && !isLoadInstr(instr2) && !isStoreInstr(instr2)) {
+                should_swap = canSwapInstructions(instr1, instr2);
+            }
+            
+            if (should_swap) {
+                std::swap(instr_list[i], instr_list[i + 1]);
+                changed = true;
+                
+                // 调试输出
+                // std::cout << "Swapped instructions at positions " << i << " and " << (i+1) << std::endl;
+            }
+        }
+    }
+    
+    // 验证调度结果的正确性
+    validateSchedule(instr_list);
+    
+    // 将调度后的指令顺序写回
+    std::map<MachineInstr*, std::unique_ptr<MachineInstr>> instr_map;
+    for (auto& instr : instructions) {
+        instr_map[instr.get()] = std::move(instr);
+    }
+    
+    instructions.clear();
+    for (auto instr : instr_list) {
+        instructions.push_back(std::move(instr_map[instr]));
+    }
+}
+
+bool PostRA_Scheduler::runOnFunction(Function *F, AnalysisManager& AM) {
+    // 这个函数在IR级别运行，但我们需要在机器指令级别运行
+    // 所以我们返回false，表示没有对IR进行修改
+    return false;
+}
+
+void PostRA_Scheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction *mfunc) {
+    // std::cout << "Running Post-RA Local Scheduler... " << std::endl;
+    
+    // 遍历每个机器基本块
+    for (auto& mbb : mfunc->getBlocks()) {
+        scheduleBlock(mbb.get());
+    }
+}
+
+} // namespace sysy

src/backend/RISCv64/Optimize/PreRA_Scheduler.cpp

@@ -0,0 +1,410 @@
+#include "PreRA_Scheduler.h"
+#include "RISCv64LLIR.h"
+#include <algorithm>
+#include <map>
+#include <set>
+#include <vector>
+
+#define MAX_SCHEDULING_BLOCK_SIZE 1000 // 严格限制调度块大小
+
+namespace sysy {
+
+char PreRA_Scheduler::ID = 0;
+
+// 检查指令是否是加载指令 (LW, LD)
+static bool isLoadInstr(MachineInstr *instr) {
+  RVOpcodes opcode = instr->getOpcode();
+  return opcode == RVOpcodes::LW || opcode == RVOpcodes::LD ||
+         opcode == RVOpcodes::LH || opcode == RVOpcodes::LB ||
+         opcode == RVOpcodes::LHU || opcode == RVOpcodes::LBU ||
+         opcode == RVOpcodes::LWU;
+}
+
+// 检查指令是否是存储指令 (SW, SD)
+static bool isStoreInstr(MachineInstr *instr) {
+  RVOpcodes opcode = instr->getOpcode();
+  return opcode == RVOpcodes::SW || opcode == RVOpcodes::SD ||
+         opcode == RVOpcodes::SH || opcode == RVOpcodes::SB;
+}
+
+// 检查指令是否为分支指令
+static bool isBranchInstr(MachineInstr *instr) {
+  RVOpcodes opcode = instr->getOpcode();
+  return opcode == RVOpcodes::BEQ || opcode == RVOpcodes::BNE ||
+         opcode == RVOpcodes::BLT || opcode == RVOpcodes::BGE ||
+         opcode == RVOpcodes::BLTU || opcode == RVOpcodes::BGEU;
+}
+
+// 检查指令是否为跳转指令
+static bool isJumpInstr(MachineInstr *instr) {
+  RVOpcodes opcode = instr->getOpcode();
+  return opcode == RVOpcodes::J;
+}
+
+// 检查指令是否为返回指令
+static bool isReturnInstr(MachineInstr *instr) {
+  return instr->getOpcode() == RVOpcodes::RET;
+}
+
+// 检查指令是否为调用指令
+static bool isCallInstr(MachineInstr *instr) {
+  return instr->getOpcode() == RVOpcodes::CALL;
+}
+
+// 检查指令是否为块终结指令（必须保持在块尾）
+static bool isTerminatorInstr(MachineInstr *instr) {
+  return isBranchInstr(instr) || isJumpInstr(instr) || isReturnInstr(instr);
+}
+
+// 检查指令是否有副作用（需要谨慎处理）
+static bool hasSideEffect(MachineInstr *instr) {
+  return isStoreInstr(instr) || isCallInstr(instr) || isTerminatorInstr(instr);
+}
+
+// 检查指令是否涉及内存操作
+static bool hasMemoryAccess(MachineInstr *instr) {
+  return isLoadInstr(instr) || isStoreInstr(instr);
+}
+
+// 获取指令定义的虚拟寄存器
+static std::set<unsigned> getDefinedVirtualRegisters(MachineInstr *instr) {
+  std::set<unsigned> defined_regs;
+  RVOpcodes opcode = instr->getOpcode();
+
+  // CALL指令可能定义返回值寄存器
+  if (opcode == RVOpcodes::CALL) {
+    if (!instr->getOperands().empty() &&
+        instr->getOperands().front()->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+      auto reg_op =
+          static_cast<RegOperand *>(instr->getOperands().front().get());
+      if (reg_op->isVirtual()) {
+        defined_regs.insert(reg_op->getVRegNum());
+      }
+    }
+    return defined_regs;
+  }
+
+  // 存储指令和终结指令不定义寄存器
+  if (isStoreInstr(instr) || isTerminatorInstr(instr)) {
+    return defined_regs;
+  }
+
+  // 其他指令的第一个操作数通常是目标寄存器
+  if (!instr->getOperands().empty() &&
+      instr->getOperands().front()->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+    auto reg_op = static_cast<RegOperand *>(instr->getOperands().front().get());
+    if (reg_op->isVirtual()) {
+      defined_regs.insert(reg_op->getVRegNum());
+    }
+  }
+
+  return defined_regs;
+}
+
+// 获取指令使用的虚拟寄存器
+static std::set<unsigned> getUsedVirtualRegisters(MachineInstr *instr) {
+  std::set<unsigned> used_regs;
+  RVOpcodes opcode = instr->getOpcode();
+
+  // CALL指令：跳过第一个操作数（返回值），其余为参数
+  if (opcode == RVOpcodes::CALL) {
+    bool first_reg_skipped = false;
+    for (const auto &op : instr->getOperands()) {
+      if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+        if (!first_reg_skipped) {
+          first_reg_skipped = true;
+          continue;
+        }
+        auto reg_op = static_cast<RegOperand *>(op.get());
+        if (reg_op->isVirtual()) {
+          used_regs.insert(reg_op->getVRegNum());
+        }
+      }
+    }
+    return used_regs;
+  }
+
+  // 存储指令和终结指令：所有操作数都是使用的
+  if (isStoreInstr(instr) || isTerminatorInstr(instr)) {
+    for (const auto &op : instr->getOperands()) {
+      if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+        auto reg_op = static_cast<RegOperand *>(op.get());
+        if (reg_op->isVirtual()) {
+          used_regs.insert(reg_op->getVRegNum());
+        }
+      } else if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_MEM) {
+        auto mem_op = static_cast<MemOperand *>(op.get());
+        if (mem_op->getBase()->isVirtual()) {
+          used_regs.insert(mem_op->getBase()->getVRegNum());
+        }
+      }
+    }
+    return used_regs;
+  }
+
+  // 其他指令：跳过第一个操作数（目标寄存器），其余为源操作数
+  bool first_reg = true;
+  for (const auto &op : instr->getOperands()) {
+    if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
+      if (first_reg) {
+        first_reg = false;
+        continue;
+      }
+      auto reg_op = static_cast<RegOperand *>(op.get());
+      if (reg_op->isVirtual()) {
+        used_regs.insert(reg_op->getVRegNum());
+      }
+    } else if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_MEM) {
+      auto mem_op = static_cast<MemOperand *>(op.get());
+      if (mem_op->getBase()->isVirtual()) {
+        used_regs.insert(mem_op->getBase()->getVRegNum());
+      }
+    }
+  }
+  return used_regs;
+}
+
+// 获取内存访问位置信息
+struct MemoryLocation {
+  unsigned base_reg;
+  int64_t offset;
+  bool is_valid;
+
+  MemoryLocation() : base_reg(0), offset(0), is_valid(false) {}
+  MemoryLocation(unsigned base, int64_t off)
+      : base_reg(base), offset(off), is_valid(true) {}
+
+  bool operator==(const MemoryLocation &other) const {
+    return is_valid && other.is_valid && base_reg == other.base_reg &&
+           offset == other.offset;
+  }
+};
+
+// 获取内存访问位置
+static MemoryLocation getMemoryLocation(MachineInstr *instr) {
+  if (!isLoadInstr(instr) && !isStoreInstr(instr)) {
+    return MemoryLocation();
+  }
+
+  for (const auto &op : instr->getOperands()) {
+    if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_MEM) {
+      auto mem_op = static_cast<MemOperand *>(op.get());
+      if (mem_op->getBase()->isVirtual()) {
+        return MemoryLocation(mem_op->getBase()->getVRegNum(),
+                              mem_op->getOffset()->getValue());
+      }
+    }
+  }
+
+  return MemoryLocation();
+}
+
+// 检查两个内存位置是否可能别名
+static bool mayAlias(const MemoryLocation &loc1, const MemoryLocation &loc2) {
+  if (!loc1.is_valid || !loc2.is_valid) {
+    return true; // 保守处理：未知位置可能别名
+  }
+
+  // 不同基址寄存器，保守假设可能别名
+  if (loc1.base_reg != loc2.base_reg) {
+    return true;
+  }
+
+  // 相同基址寄存器，检查偏移
+  return loc1.offset == loc2.offset;
+}
+
+// 检查两个指令之间是否存在数据依赖
+static bool hasDataDependency(MachineInstr *first, MachineInstr *second) {
+  auto defined_regs_first = getDefinedVirtualRegisters(first);
+  auto used_regs_first = getUsedVirtualRegisters(first);
+  auto defined_regs_second = getDefinedVirtualRegisters(second);
+  auto used_regs_second = getUsedVirtualRegisters(second);
+
+  // RAW依赖: second读取first写入的寄存器
+  for (const auto &reg : defined_regs_first) {
+    if (used_regs_second.count(reg)) {
+      return true;
+    }
+  }
+
+  // WAR依赖: second写入first读取的寄存器
+  for (const auto &reg : used_regs_first) {
+    if (defined_regs_second.count(reg)) {
+      return true;
+    }
+  }
+
+  // WAW依赖: 两个指令写入同一寄存器
+  for (const auto &reg : defined_regs_first) {
+    if (defined_regs_second.count(reg)) {
+      return true;
+    }
+  }
+
+  return false;
+}
+
+// 检查两个指令之间是否存在内存依赖
+static bool hasMemoryDependency(MachineInstr *first, MachineInstr *second) {
+  bool first_accesses_memory = isLoadInstr(first) || isStoreInstr(first);
+  bool second_accesses_memory = isLoadInstr(second) || isStoreInstr(second);
+
+  if (!first_accesses_memory || !second_accesses_memory) {
+    return false;
+  }
+
+  // 如果至少有一个是存储指令，需要检查别名
+  if (isStoreInstr(first) || isStoreInstr(second)) {
+    MemoryLocation loc1 = getMemoryLocation(first);
+    MemoryLocation loc2 = getMemoryLocation(second);
+    return mayAlias(loc1, loc2);
+  }
+
+  return false; // 两个加载指令之间没有依赖
+}
+
+// 检查两个指令之间是否存在控制依赖
+static bool hasControlDependency(MachineInstr *first, MachineInstr *second) {
+  // 终结指令与任何其他指令都有控制依赖
+  if (isTerminatorInstr(first)) {
+    return true; // first是终结指令，second不能移动到first之前
+  }
+
+  if (isTerminatorInstr(second)) {
+    return false; // second是终结指令，可以保持在后面
+  }
+
+  // CALL指令具有控制副作用，但可以参与有限的调度
+  if (isCallInstr(first) || isCallInstr(second)) {
+    // CALL指令之间保持顺序
+    if (isCallInstr(first) && isCallInstr(second)) {
+      return true;
+    }
+    // 其他情况允许调度（通过数据依赖控制）
+  }
+
+  return false;
+}
+
+// 综合检查两个指令是否可以交换
+static bool canSwapInstructions(MachineInstr *first, MachineInstr *second) {
+  // 检查所有类型的依赖
+  if (hasDataDependency(first, second) || hasDataDependency(second, first)) {
+    return false;
+  }
+
+  if (hasMemoryDependency(first, second)) {
+    return false;
+  }
+
+  if (hasControlDependency(first, second) ||
+      hasControlDependency(second, first)) {
+    return false;
+  }
+
+  return true;
+}
+
+// 找到基本块中的调度边界
+static std::vector<size_t>
+findSchedulingBoundaries(const std::vector<MachineInstr *> &instrs) {
+  std::vector<size_t> boundaries;
+  boundaries.push_back(0); // 起始边界
+
+  for (size_t i = 0; i < instrs.size(); i++) {
+    // 终结指令前后都是边界
+    if (isTerminatorInstr(instrs[i])) {
+      if (i > 0)
+        boundaries.push_back(i);
+      if (i + 1 < instrs.size())
+        boundaries.push_back(i + 1);
+    }
+    // 跳转目标标签也可能是边界（这里简化处理）
+  }
+
+  boundaries.push_back(instrs.size()); // 结束边界
+
+  // 去重并排序
+  std::sort(boundaries.begin(), boundaries.end());
+  boundaries.erase(std::unique(boundaries.begin(), boundaries.end()),
+                   boundaries.end());
+
+  return boundaries;
+}
+
+// 在单个调度区域内进行指令调度
+static void scheduleRegion(std::vector<MachineInstr *> &instrs, size_t start,
+                           size_t end) {
+  if (end - start <= 1) {
+    return; // 区域太小，无需调度
+  }
+
+  // 保守的调度策略：
+  // 1. 只对小规模区域进行调度
+  // 2. 优先将加载指令向前调度，以隐藏内存延迟
+  // 3. 确保不破坏数据依赖和内存依赖
+
+  // 简单的调度算法：只尝试将加载指令尽可能前移
+  for (size_t i = start + 1; i < end; i++) {
+    if (isLoadInstr(instrs[i])) {
+      // 尝试将加载指令向前移动
+      for (size_t j = i; j > start; j--) {
+        // 检查是否可以与前一条指令交换
+        if (canSwapInstructions(instrs[j - 1], instrs[j])) {
+          std::swap(instrs[j - 1], instrs[j]);
+        } else {
+          // 一旦遇到依赖关系就停止移动
+          break;
+        }
+      }
+    }
+  }
+}
+
+static void scheduleBlock(MachineBasicBlock *mbb) {
+  auto &instructions = mbb->getInstructions();
+  if (instructions.size() <= 1 ||
+      instructions.size() > MAX_SCHEDULING_BLOCK_SIZE) {
+    return;
+  }
+
+  // 构建指令列表
+  std::vector<MachineInstr *> instr_list;
+  for (auto &instr : instructions) {
+    instr_list.push_back(instr.get());
+  }
+
+  // 找到调度边界
+  std::vector<size_t> boundaries = findSchedulingBoundaries(instr_list);
+
+  // 在每个调度区域内进行局部调度
+  for (size_t i = 0; i < boundaries.size() - 1; i++) {
+    size_t region_start = boundaries[i];
+    size_t region_end = boundaries[i + 1];
+    scheduleRegion(instr_list, region_start, region_end);
+  }
+
+  // 重建指令序列
+  std::map<MachineInstr *, std::unique_ptr<MachineInstr>> instr_map;
+  for (auto &instr : instructions) {
+    instr_map[instr.get()] = std::move(instr);
+  }
+
+  instructions.clear();
+  for (auto *instr : instr_list) {
+    instructions.push_back(std::move(instr_map[instr]));
+  }
+}
+
+bool PreRA_Scheduler::runOnFunction(Function *F, AnalysisManager &AM) {
+  return false;
+}
+
+void PreRA_Scheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction *mfunc) {
+  for (auto &mbb : mfunc->getBlocks()) {
+    scheduleBlock(mbb.get());
+  }
+}
+
+} // namespace sysy

src/backend/RISCv64/RISCv64AsmPrinter.cpp

@@ -22,41 +22,12 @@ void RISCv64AsmPrinter::run(std::ostream& os, bool debug) {
     OS = &os;
 
     *OS << ".globl " << MFunc->getName() << "\n";
-    *OS << MFunc->getName() << ":\n";
-
-    printPrologue();
 
     for (auto& mbb : MFunc->getBlocks()) {
         printBasicBlock(mbb.get(), debug);
     }
 }
 
-// 在 RISCv64AsmPrinter.cpp 文件中
-
-void RISCv64AsmPrinter::printPrologue() {
-    StackFrameInfo& frame_info = MFunc->getFrameInfo();
-    // 序言需要为保存ra和s0预留16字节
-    int total_stack_size = frame_info.locals_size + frame_info.spill_size + 16;
-    int aligned_stack_size = (total_stack_size + 15) & ~15;
-    frame_info.total_size = aligned_stack_size;
-
-    if (aligned_stack_size > 0) {
-        *OS << "    addi sp, sp, -" << aligned_stack_size << "\n";
-        *OS << "    sd ra, " << (aligned_stack_size - 8) << "(sp)\n";
-        *OS << "    sd s0, " << (aligned_stack_size - 16) << "(sp)\n";
-        *OS << "    addi s0, sp, " << aligned_stack_size << "\n";
-    }
-}
-
-void RISCv64AsmPrinter::printEpilogue() {
-    int aligned_stack_size = MFunc->getFrameInfo().total_size;
-    if (aligned_stack_size > 0) {
-        *OS << "    ld ra, " << (aligned_stack_size - 8) << "(sp)\n";
-        *OS << "    ld s0, " << (aligned_stack_size - 16) << "(sp)\n";
-        *OS << "    addi sp, sp, " << aligned_stack_size << "\n";
-    }
-}
-
 void RISCv64AsmPrinter::printBasicBlock(MachineBasicBlock* mbb, bool debug) {
     if (!mbb->getName().empty()) {
         *OS << mbb->getName() << ":\n";
@@ -68,9 +39,6 @@ void RISCv64AsmPrinter::printBasicBlock(MachineBasicBlock* mbb, bool debug) {
 
 void RISCv64AsmPrinter::printInstruction(MachineInstr* instr, bool debug) {
     auto opcode = instr->getOpcode();
-    if (opcode == RVOpcodes::RET) {
-        printEpilogue();
-    }
     
     if (opcode == RVOpcodes::LABEL) {
         // 标签直接打印，不加缩进
@@ -115,7 +83,18 @@ void RISCv64AsmPrinter::printInstruction(MachineInstr* instr, bool debug) {
         case RVOpcodes::MV:    *OS << "mv ";    break; case RVOpcodes::NEG:   *OS << "neg ";   break;
         case RVOpcodes::NEGW:  *OS << "negw ";  break; case RVOpcodes::SEQZ:  *OS << "seqz ";  break;
         case RVOpcodes::SNEZ:  *OS << "snez ";  break;
-        case RVOpcodes::CALL:  *OS << "call ";  break;
+        case RVOpcodes::CALL: { // [核心修改] 为CALL指令添加特殊处理逻辑
+            *OS << "call ";
+            // 遍历所有操作数，只寻找并打印函数名标签
+            for (const auto& op : instr->getOperands()) {
+                if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_LABEL) {
+                    printOperand(op.get());
+                    break; // 找到标签后即可退出
+                }
+            }
+            *OS << "\n";
+            return; // 处理完毕，直接返回，不再执行后续的通用操作数打印
+        }
         case RVOpcodes::LABEL:
             break;
         case RVOpcodes::FRAME_LOAD_W:

src/backend/RISCv64/RISCv64Backend.cpp

@@ -2,7 +2,7 @@
 #include "RISCv64ISel.h"
 #include "RISCv64RegAlloc.h"
 #include "RISCv64AsmPrinter.h"
-#include "RISCv64Passes.h" // 包含优化Pass的头文件
+#include "RISCv64Passes.h"
 #include <sstream>
 
 namespace sysy {
@@ -107,6 +107,7 @@ std::string RISCv64CodeGen::function_gen(Function* func) {
     RISCv64ISel isel;
     std::unique_ptr<MachineFunction> mfunc = isel.runOnFunction(func);
 
+    // 第一次调试打印输出
     std::stringstream ss1;
     RISCv64AsmPrinter printer1(mfunc.get());
     printer1.run(ss1, true);
@@ -119,7 +120,7 @@ std::string RISCv64CodeGen::function_gen(Function* func) {
     RISCv64RegAlloc reg_alloc(mfunc.get());
     reg_alloc.run();
 
-    // 阶段 3.5: 处理被调用者保存寄存器
+    // 阶段 3.1: 处理被调用者保存寄存器
     CalleeSavedHandler callee_handler;
     callee_handler.runOnMachineFunction(mfunc.get());
 
@@ -131,6 +132,14 @@ std::string RISCv64CodeGen::function_gen(Function* func) {
     PostRA_Scheduler local_scheduler;
     local_scheduler.runOnMachineFunction(mfunc.get());
 
+    // 阶段 3.2: 插入序言和尾声
+    PrologueEpilogueInsertionPass pei_pass;
+    pei_pass.runOnMachineFunction(mfunc.get());
+
+    // 阶段 3.3: 清理产生的大立即数
+    LegalizeImmediatesPass legalizer;
+    legalizer.runOnMachineFunction(mfunc.get());
+
     // 阶段 6: 代码发射 (Code Emission)
     std::stringstream ss;
     RISCv64AsmPrinter printer(mfunc.get());

src/backend/RISCv64/RISCv64ISel.cpp

@@ -52,8 +52,18 @@ std::unique_ptr<MachineFunction> RISCv64ISel::runOnFunction(Function* func) {
 // 指令选择主流程
 void RISCv64ISel::select() {
     // 遍历基本块，为它们创建对应的MachineBasicBlock
+    bool is_first_block = true;
     for (const auto& bb_ptr : F->getBasicBlocks()) {
-        auto mbb = std::make_unique<MachineBasicBlock>(bb_ptr->getName(), MFunc.get());
+        std::string mbb_name;
+        if (is_first_block) {
+            // 对于函数的第一个基本块，其标签必须与函数名完全相同
+            mbb_name = F->getName();
+            is_first_block = false;
+        } else {
+            // 对于后续的基本块，继续使用它们在IR中的原始名称
+            mbb_name = bb_ptr->getName();
+        }
+        auto mbb = std::make_unique<MachineBasicBlock>(mbb_name, MFunc.get());
         bb_map[bb_ptr.get()] = mbb.get();
         MFunc->addBlock(std::move(mbb));
     }
@@ -582,7 +592,22 @@ void RISCv64ISel::selectNode(DAGNode* node) {
             }
 
             auto call_instr = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::CALL);
+            // [协议] 如果函数有返回值，将它的目标虚拟寄存器作为第一个操作数
+            if (!call->getType()->isVoid()) {
+                unsigned dest_vreg = getVReg(call);
+                call_instr->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(dest_vreg));
+            }
+            
+            // 将函数名标签作为后续操作数
             call_instr->addOperand(std::make_unique<LabelOperand>(call->getCallee()->getName()));
+            
+            // 将所有参数的虚拟寄存器也作为后续操作数，供getInstrUseDef分析
+            for (size_t i = 0; i < num_operands; ++i) {
+                if (node->operands[i]->kind != DAGNode::CONSTANT) { // 常量参数已直接加载，无需作为use
+                    call_instr->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(getVReg(node->operands[i]->value)));
+                }
+            }
+
             CurMBB->addInstruction(std::move(call_instr));
             
             if (num_operands > 8) {
@@ -596,12 +621,12 @@ void RISCv64ISel::selectNode(DAGNode* node) {
                 CurMBB->addInstruction(std::move(dealloc_instr));
             }
             // 处理返回值，从a0移动到目标虚拟寄存器
-            if (!call->getType()->isVoid()) {
-                auto mv_instr = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::MV);
-                mv_instr->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(getVReg(call)));
-                mv_instr->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::A0));
-                CurMBB->addInstruction(std::move(mv_instr));
-            }
+            // if (!call->getType()->isVoid()) {
+            //     auto mv_instr = std::make_unique<MachineInstr>(RVOpcodes::MV);
+            //     mv_instr->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(getVReg(call)));
+            //     mv_instr->addOperand(std::make_unique<RegOperand>(PhysicalReg::A0));
+            //     CurMBB->addInstruction(std::move(mv_instr));
+            // }
             break;
         }
 
@@ -942,25 +967,52 @@ RISCv64ISel::DAGNode* RISCv64ISel::create_node(int kind_int, Value* val, std::ma
     return raw_node_ptr;
 }
 
-RISCv64ISel::DAGNode* RISCv64ISel::get_operand_node(Value* val_ir, std::map<Value*, DAGNode*>& value_to_node, std::vector<std::unique_ptr<DAGNode>>& nodes_storage) {
+RISCv64ISel::DAGNode* RISCv64ISel::get_operand_node(
+    Value* val_ir, 
+    std::map<Value*, DAGNode*>& value_to_node, 
+    std::vector<std::unique_ptr<DAGNode>>& nodes_storage
+) {
+    // 空指针错误处理
+    if (val_ir == nullptr) {
+        throw std::runtime_error("get_operand_node received a null Value.");
+    }
+
     // 规则1：如果这个Value已经有对应的节点，直接返回
     if (value_to_node.count(val_ir)) {
-        return value_to_node[val_ir];
-    } else if (dynamic_cast<ConstantValue*>(val_ir)) {
+        return value_to_node.at(val_ir);
+    }
+    
+    // 规则2：识别各种类型的叶子节点，并创建相应的DAG节点
+    if (dynamic_cast<ConstantValue*>(val_ir)) {
         return create_node(DAGNode::CONSTANT, val_ir, value_to_node, nodes_storage);
-    } else if (dynamic_cast<GlobalValue*>(val_ir)) {
+    }
+    if (dynamic_cast<GlobalValue*>(val_ir)) {
+        // 全局变量/常量数组被视为一个常量地址
         return create_node(DAGNode::CONSTANT, val_ir, value_to_node, nodes_storage);
-    } else if (dynamic_cast<AllocaInst*>(val_ir)) {
+    }
+    if (dynamic_cast<AllocaInst*>(val_ir)) {
         return create_node(DAGNode::ALLOCA_ADDR, val_ir, value_to_node, nodes_storage);
-    } else if (dynamic_cast<Argument*>(val_ir)) { 
-        // Argument 是一个叶子节点，它代表一个在函数入口就可用的值。
+    }
+    if (dynamic_cast<Argument*>(val_ir)) { 
         return create_node(DAGNode::ARGUMENT, val_ir, value_to_node, nodes_storage);
     }
-     // 默认行为：如果一个操作数不是上面任何一种叶子节点，
-    // 并且没有在value_to_node中找到（意味着它不是由另一条指令定义的），
-    // 这是一个逻辑问题。但为了保持向前兼容，我们暂时保留旧的LOAD行为，
-    // 尽管在修复Argument后，它不应该再被错误触发。
-    return create_node(DAGNode::LOAD, val_ir, value_to_node, nodes_storage);
+    if (dynamic_cast<ConstantVariable*>(val_ir)) {
+        // 全局常量数组和全局变量类似，在指令选择层面都表现为一个常量地址
+        // 因此也为它创建一个 CONSTANT 类型的节点
+        return create_node(DAGNode::CONSTANT, val_ir, value_to_node, nodes_storage);
+    } 
+    // 如果代码执行到这里，意味着val_ir不是上述任何一种叶子节点，
+    // 且它也不是在当前基本块中定义的（否则它会在value_to_node中被找到）。
+    // 这说明它是一个来自前驱块的Live-In值。
+    
+    // 我们将其视为一个与函数参数(Argument)类似的“块输入值”，并为它创建一个ARGUMENT节点。
+    // 这样，后续的指令选择逻辑就知道这个值是直接可用的，无需在当前块内计算。
+    if (dynamic_cast<Instruction*>(val_ir)) {
+        return create_node(DAGNode::ARGUMENT, val_ir, value_to_node, nodes_storage);
+    }
+
+    // 如果一个Value不是任何已知类型，也不是指令，那说明出现了未处理的情况，抛出异常。
+    throw std::runtime_error("Unhandled Value type in get_operand_node for value named: " + val_ir->getName());
 }
 
 std::vector<std::unique_ptr<RISCv64ISel::DAGNode>> RISCv64ISel::build_dag(BasicBlock* bb) {
@@ -1110,6 +1162,7 @@ void RISCv64ISel::print_dag(const std::vector<std::unique_ptr<DAGNode>>& dag, co
             case DAGNode::ALLOCA_ADDR: return "ALLOCA_ADDR";
             case DAGNode::UNARY: return "UNARY";
             case DAGNode::MEMSET: return "MEMSET";
+            case DAGNode::GET_ELEMENT_PTR: return "GET_ELEMENT_PTR";
             default: return "UNKNOWN";
         }
     };

src/backend/RISCv64/RISCv64RegAlloc.cpp

@@ -1,5 +1,7 @@
 #include "RISCv64RegAlloc.h"
 #include "RISCv64ISel.h"
+#include "RISCv64AsmPrinter.h" // For DEBUG output
+#include "LegalizeImmediates.h"
 #include <algorithm>
 #include <vector>
 #include <iostream> // For DEBUG output
@@ -9,19 +11,29 @@ namespace sysy {
 
 RISCv64RegAlloc::RISCv64RegAlloc(MachineFunction* mfunc) : MFunc(mfunc) {
     allocable_int_regs = {
+        PhysicalReg::T0, PhysicalReg::T1, PhysicalReg::T2, PhysicalReg::T3,
+        PhysicalReg::T4, /*PhysicalReg::T5,*/PhysicalReg::T6,
+        PhysicalReg::A0, PhysicalReg::A1, PhysicalReg::A2, PhysicalReg::A3,
+        PhysicalReg::A4, PhysicalReg::A5, PhysicalReg::A6, PhysicalReg::A7,
+        PhysicalReg::S0, PhysicalReg::S1, PhysicalReg::S2, PhysicalReg::S3,
+        PhysicalReg::S4, PhysicalReg::S5, PhysicalReg::S6, PhysicalReg::S7,
+        PhysicalReg::S8, PhysicalReg::S9, PhysicalReg::S10, PhysicalReg::S11,
+    };
+
+    //  创建一个包含所有通用整数寄存器的临时列表
+    const std::vector<PhysicalReg> all_int_regs = {
         PhysicalReg::T0, PhysicalReg::T1, PhysicalReg::T2, PhysicalReg::T3,
         PhysicalReg::T4, PhysicalReg::T5, PhysicalReg::T6,
         PhysicalReg::A0, PhysicalReg::A1, PhysicalReg::A2, PhysicalReg::A3,
         PhysicalReg::A4, PhysicalReg::A5, PhysicalReg::A6, PhysicalReg::A7,
-        // PhysicalReg::S0,
-        PhysicalReg::S1, PhysicalReg::S2, PhysicalReg::S3,
+        PhysicalReg::S0, PhysicalReg::S1, PhysicalReg::S2, PhysicalReg::S3,
         PhysicalReg::S4, PhysicalReg::S5, PhysicalReg::S6, PhysicalReg::S7,
         PhysicalReg::S8, PhysicalReg::S9, PhysicalReg::S10, PhysicalReg::S11,
     };
 
     // 映射物理寄存器到特殊的虚拟寄存器ID，用于干扰图中的物理寄存器节点
     // 确保这些特殊ID不会与vreg_counter生成的常规虚拟寄存器ID冲突
-    for (PhysicalReg preg : allocable_int_regs) {
+    for (PhysicalReg preg : all_int_regs) {
         preg_to_vreg_id_map[preg] = static_cast<unsigned>(PhysicalReg::PHYS_REG_START_ID) + static_cast<unsigned>(preg);
     }
 }
@@ -31,7 +43,24 @@ void RISCv64RegAlloc::run() {
     // 阶段 1: 处理函数调用约定（参数寄存器预着色）
     handleCallingConvention();    
     // 阶段 2: 消除帧索引（为局部变量和栈参数分配栈偏移）
-    eliminateFrameIndices();      
+    eliminateFrameIndices();
+
+    // 调试输出当前的LLIR状态
+    { // 使用大括号创建一个局部作用域，避免printer变量泄露
+        if (DEBUG) {
+            std::cerr   << "\n===== LLIR after eliminateFrameIndices for function: " 
+                        << MFunc->getName() << " =====\n";
+            // 1. 创建一个 AsmPrinter 实例，传入当前的 MachineFunction
+            RISCv64AsmPrinter printer(MFunc);
+            // 2. 调用 run 方法，将结果打印到标准错误流 (std::cerr)
+            // 3. 必须将 debug 参数设为 true！
+            //    因为此时指令中仍然包含虚拟寄存器 (%vreg)，
+            //    debug模式下的 AsmPrinter 才能正确处理它们而不会报错。
+            printer.run(std::cerr, true);
+            std::cerr << "===== End of LLIR =====\n\n";
+        }
+    }
+
     // 阶段 3: 活跃性分析
     analyzeLiveness();            
     // 阶段 4: 构建干扰图（包含CALL指令对调用者保存寄存器的影响）
@@ -43,18 +72,22 @@ void RISCv64RegAlloc::run() {
 }
 
 /**
- * @brief 处理调用约定，预先为函数参数分配物理寄存器。
+ * @brief 处理调用约定，预先为函数参数和调用返回值分配物理寄存器。
+ * 这个函数现在负责处理调用约定的两个方面：
+ * 1. 作为被调用者(callee)，如何接收传入的参数。
+ * 2. 作为调用者(caller)，如何接收调用的其他函数的返回值。
  */
 void RISCv64RegAlloc::handleCallingConvention() {
     Function* F = MFunc->getFunc();
     RISCv64ISel* isel = MFunc->getISel();
     
+    // --- 部分1：处理函数传入参数的预着色 ---
     // 获取函数的Argument对象列表
     if (F) {
         auto& args = F->getArguments();
         // RISC-V RV64G调用约定：前8个整型/指针参数通过 a0-a7 传递
         int arg_idx = 0;
-        // 遍历 AllocaInst* 列表
+        // 遍历 Argument* 列表
         for (Argument* arg : args) {
             if (arg_idx >= 8) {
                 break;
@@ -75,6 +108,30 @@ void RISCv64RegAlloc::handleCallingConvention() {
             arg_idx++;
         }
     }
+
+    // // --- 部分2：[新逻辑] 遍历所有指令，为CALL指令的返回值预着色为 a0 ---
+    // // 这是为了强制寄存器分配器知道，call的结果物理上出现在a0寄存器。
+    for (auto& mbb : MFunc->getBlocks()) {
+        for (auto& instr : mbb->getInstructions()) {
+            if (instr->getOpcode() == RVOpcodes::CALL) {
+                // 根据协议，如果CALL有返回值，其目标vreg是第一个操作数
+                if (!instr->getOperands().empty() && 
+                    instr->getOperands().front()->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) 
+                {
+                    auto reg_op = static_cast<RegOperand*>(instr->getOperands().front().get());
+                    if (reg_op->isVirtual()) {
+                        unsigned ret_vreg = reg_op->getVRegNum();
+                        // 强制将这个虚拟寄存器预着色为 a0
+                        color_map[ret_vreg] = PhysicalReg::A0;
+                        if (DEBUG) {
+                            std::cout << "[DEBUG] Pre-coloring vreg" << ret_vreg 
+                                      << " to a0 for CALL instruction." << std::endl;
+                        }
+                    }
+                }
+            }
+        }
+    }
 }
 
 /**
@@ -231,76 +288,92 @@ void RISCv64RegAlloc::getInstrUseDef(MachineInstr* instr, LiveSet& use, LiveSet&
     // JAL 和 JALR 指令定义 ra (x1)
     if (opcode == RVOpcodes::JAL || opcode == RVOpcodes::JALR) {
         // 使用 ra 对应的特殊虚拟寄存器ID
-        def.insert(static_cast<unsigned>(PhysicalReg::RA)); 
+        def.insert(preg_to_vreg_id_map.at(PhysicalReg::RA)); 
         first_reg_is_def = false; // JAL/JALR 的第一个操作数是 ra，已经处理为 def
     }
     
     // 2. CALL 指令的特殊处理
     if (opcode == RVOpcodes::CALL) {
-        // 1.1 处理返回值 (def)
-        // 约定：如果CALL指令有返回值，IR阶段会将返回值vreg作为指令的第一个操作数。
-        if (!instr->getOperands().empty() && instr->getOperands().front()->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
-             auto reg_op = static_cast<RegOperand*>(instr->getOperands().front().get());
-             if (reg_op->isVirtual()) {
-                def.insert(reg_op->getVRegNum());
-             }
-        }
-
-        // 1.2 处理参数 (use)
-        // 参数通常是指令的后续操作数
-        bool first_operand_processed = false; // 用于跳过已作为def处理的返回值
-        for (const auto& op : instr->getOperands()) {
+        // 根据 s1 分支 ISel 定义的协议来解析操作数列表
+        bool first_reg_operand_is_def = true;
+        for (auto& op : instr->getOperands()) {
             if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
-                if (!first_operand_processed) { // 如果是第一个操作数
-                    first_operand_processed = true;
-                    // 如果第一个操作数是返回值（已被加入def），则跳过
-                    if (def.count(static_cast<RegOperand*>(op.get())->getVRegNum())) {
-                        continue; 
-                    }
-                }
-                // 否则，该寄存器是 use
                 auto reg_op = static_cast<RegOperand*>(op.get());
                 if (reg_op->isVirtual()) {
-                    use.insert(reg_op->getVRegNum());
+                    // 协议：第一个寄存器操作数是返回值 (def)
+                    if (first_reg_operand_is_def) {
+                        def.insert(reg_op->getVRegNum());
+                        first_reg_operand_is_def = false;
+                    } else {
+                        // 后续所有寄存器操作数都是参数 (use)
+                        use.insert(reg_op->getVRegNum());
+                    }
+                } else { // [修复] CALL指令也可能定义物理寄存器（如a0）
+                    if (first_reg_operand_is_def) {
+                         if (preg_to_vreg_id_map.count(reg_op->getPReg())) {
+                            def.insert(preg_to_vreg_id_map.at(reg_op->getPReg()));
+                        }
+                        first_reg_operand_is_def = false;
+                    } else {
+                         if (preg_to_vreg_id_map.count(reg_op->getPReg())) {
+                            use.insert(preg_to_vreg_id_map.at(reg_op->getPReg()));
+                        }
+                    }
                 }
             }
         }
-
-        // **重要**: CALL指令隐式定义（杀死）了所有调用者保存的寄存器。
-        // **这部分逻辑不在getInstrUseDef中直接处理**。
-        // 而是通过`buildInterferenceGraph`中添加物理寄存器节点与活跃虚拟寄存器之间的干扰边来完成。
-        // 这样 Liveness Analysis 可以在虚拟寄存器层面进行，而物理寄存器干扰的复杂性则留给干扰图。
-
-        return; // CALL 指令处理完毕，直接返回
+        return; // CALL 指令处理完毕
     }
     
-    // 3. 对其他所有指令的通用处理逻辑
+    // 3. 对其他所有指令的通用处理逻辑 [已重构和修复]
     for (const auto& op : instr->getOperands()) {
         if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
             auto reg_op = static_cast<RegOperand*>(op.get());
-            if (reg_op->isVirtual()) { // 只有虚拟寄存器才需要处理 Use/Def
-                // 如果是第一个寄存器操作数，且指令类型表明它是定义 (def)，则加入 def 集合
-                // 否则，它是 use (读取)
-                if (first_reg_is_def) { 
+            
+            if (first_reg_is_def) {
+                // --- 处理定义（Def） ---
+                if (reg_op->isVirtual()) {
                     def.insert(reg_op->getVRegNum());
-                    first_reg_is_def = false; // 确保每条指令只定义一个目标寄存器
-                } else {
+                } else { // 物理寄存器也可以是 Def
+                    if (preg_to_vreg_id_map.count(reg_op->getPReg())) {
+                        def.insert(preg_to_vreg_id_map.at(reg_op->getPReg()));
+                    }
+                }
+                first_reg_is_def = false; // **关键**：处理完第一个寄存器后，立即更新标志
+            } else {
+                // --- 处理使用（Use） ---
+                if (reg_op->isVirtual()) {
                     use.insert(reg_op->getVRegNum());
+                } else { // 物理寄存器也可以是 Use
+                    if (preg_to_vreg_id_map.count(reg_op->getPReg())) {
+                        use.insert(preg_to_vreg_id_map.at(reg_op->getPReg()));
+                    }
                 }
             }
         } else if (op->getKind() == MachineOperand::KIND_MEM) {
-            // 内存操作数 `offset(base)` 中的 `base` 寄存器是 `use`
+            // [保持不变] 内存操作数的处理逻辑看起来是正确的
             auto mem_op = static_cast<MemOperand*>(op.get());
-            if (mem_op->getBase()->isVirtual()) {
-                use.insert(mem_op->getBase()->getVRegNum());
+            auto base_reg = mem_op->getBase();
+            if (base_reg->isVirtual()) {
+                use.insert(base_reg->getVRegNum());
+            } else {
+                PhysicalReg preg = base_reg->getPReg();
+                if (preg_to_vreg_id_map.count(preg)) {
+                    use.insert(preg_to_vreg_id_map.at(preg));
+                }
             }
+            
             // 对于存储内存指令 (SW, SD)，要存储的值（第一个操作数）也是 `use`
             if ((opcode == RVOpcodes::SW || opcode == RVOpcodes::SD) && 
-                 !instr->getOperands().empty() && // 确保有操作数
-                 instr->getOperands().front()->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) { // 且第一个操作数是寄存器
+                 !instr->getOperands().empty() &&
+                 instr->getOperands().front()->getKind() == MachineOperand::KIND_REG) {
                 auto src_reg_op = static_cast<RegOperand*>(instr->getOperands().front().get());
                 if (src_reg_op->isVirtual()) {
                     use.insert(src_reg_op->getVRegNum());
+                } else {
+                    if (preg_to_vreg_id_map.count(src_reg_op->getPReg())) {
+                       use.insert(preg_to_vreg_id_map.at(src_reg_op->getPReg()));
+                    }
                 }
             }
         }
@@ -345,45 +418,104 @@ unsigned RISCv64RegAlloc::getTypeSizeInBytes(Type* type) {
 }
 
 void RISCv64RegAlloc::analyzeLiveness() {
+    // === 阶段 1: 预计算每个基本块的 use 和 def 集合 ===
+    // 这样可以避免在主循环中重复计算
+    std::map<MachineBasicBlock*, LiveSet> block_uses;
+    std::map<MachineBasicBlock*, LiveSet> block_defs;
+    for (auto& mbb_ptr : MFunc->getBlocks()) {
+        MachineBasicBlock* mbb = mbb_ptr.get();
+        LiveSet uses, defs;
+        for (auto& instr_ptr : mbb->getInstructions()) {
+            LiveSet instr_use, instr_def;
+            getInstrUseDef(instr_ptr.get(), instr_use, instr_def);
+            // use[B] = use[B] U (instr_use - def[B])
+            for (unsigned u : instr_use) {
+                if (defs.find(u) == defs.end()) {
+                    uses.insert(u);
+                }
+            }
+            // def[B] = def[B] U instr_def
+            defs.insert(instr_def.begin(), instr_def.end());
+        }
+        block_uses[mbb] = uses;
+        block_defs[mbb] = defs;
+    }
+
+    // === 阶段 2: 在“块”粒度上进行迭代数据流分析，直到收敛 ===
+    std::map<MachineBasicBlock*, LiveSet> block_live_in;
+    std::map<MachineBasicBlock*, LiveSet> block_live_out;
     bool changed = true;
     while (changed) {
         changed = false;
+        // 以逆后序遍历基本块，可以加速收敛，但简单的逆序对于大多数情况也有效
         for (auto it = MFunc->getBlocks().rbegin(); it != MFunc->getBlocks().rend(); ++it) {
             auto& mbb = *it;
-            LiveSet live_out;
+            
+            // 2.1 计算 live_out[B] = U_{S in succ(B)} live_in[S]
+            LiveSet new_live_out;
             for (auto succ : mbb->successors) {
-                if (!succ->getInstructions().empty()) {
-                    auto first_instr = succ->getInstructions().front().get();
-                    if (live_in_map.count(first_instr)) {
-                        live_out.insert(live_in_map.at(first_instr).begin(), live_in_map.at(first_instr).end());
-                    }
-                }
+                new_live_out.insert(block_live_in[succ].begin(), block_live_in[succ].end());
             }
 
-            for (auto instr_it = mbb->getInstructions().rbegin(); instr_it != mbb->getInstructions().rend(); ++instr_it) {
-                MachineInstr* instr = instr_it->get();
-                LiveSet old_live_in = live_in_map[instr];
-                live_out_map[instr] = live_out;
-                
-                LiveSet use, def;
-                getInstrUseDef(instr, use, def);
+            // 2.2 计算 live_in[B] = use[B] U (live_out[B] - def[B])
+            LiveSet live_out_minus_def = new_live_out;
+            for (unsigned d : block_defs[mbb.get()]) {
+                live_out_minus_def.erase(d);
+            }
+            LiveSet new_live_in = block_uses[mbb.get()];
+            new_live_in.insert(live_out_minus_def.begin(), live_out_minus_def.end());
 
-                LiveSet live_in = use;
-                LiveSet diff = live_out;
-                for (auto vreg : def) {
-                    diff.erase(vreg);
-                }
-                live_in.insert(diff.begin(), diff.end());
-                live_in_map[instr] = live_in;
-                
-                live_out = live_in;
-
-                if (live_in_map[instr] != old_live_in) {
-                    changed = true;
-                }
+            // 2.3 检查 live_in 和 live_out 是否变化，以判断是否达到不动点
+            if (block_live_out[mbb.get()] != new_live_out) {
+                changed = true;
+                block_live_out[mbb.get()] = new_live_out;
+            }
+            if (block_live_in[mbb.get()] != new_live_in) {
+                changed = true;
+                block_live_in[mbb.get()] = new_live_in;
             }
         }
     }
+
+    // === 阶段 3: 进行一次指令粒度的遍历，填充最终的 live_in_map 和 live_out_map ===
+    // 此时块级别的活跃信息已经稳定，我们只需遍历一次即可
+    for (auto& mbb_ptr : MFunc->getBlocks()) {
+        MachineBasicBlock* mbb = mbb_ptr.get();
+        LiveSet live_out = block_live_out[mbb]; // 从已收敛的块级 live_out 开始
+
+        for (auto instr_it = mbb->getInstructions().rbegin(); instr_it != mbb->getInstructions().rend(); ++instr_it) {
+            MachineInstr* instr = instr_it->get();
+            live_out_map[instr] = live_out;
+
+            LiveSet use, def;
+            getInstrUseDef(instr, use, def);
+
+            LiveSet live_in = use;
+            LiveSet diff = live_out;
+            for (auto vreg : def) {
+                diff.erase(vreg);
+            }
+            live_in.insert(diff.begin(), diff.end());
+            live_in_map[instr] = live_in;
+            
+            // 更新 live_out，为块内的上一条指令做准备
+            live_out = live_in;
+        }
+    }
+}
+
+// 辅助函数，用于清晰地打印寄存器集合。可以放在 .cpp 文件的顶部。
+void RISCv64RegAlloc::printLiveSet(const LiveSet& s, const std::string& name, std::ostream& os) {
+    os << "    " << name << ": { ";
+    for (unsigned vreg : s) {
+        // 为了可读性，将物理寄存器对应的特殊ID进行转换
+        if (vreg >= static_cast<unsigned>(sysy::PhysicalReg::PHYS_REG_START_ID)) {
+            os << "preg(" << (vreg - static_cast<unsigned>(sysy::PhysicalReg::PHYS_REG_START_ID)) << ") ";
+        } else {
+            os << "%vreg" << vreg << " ";
+        }
+    }
+    os << "}\n";
 }
 
 void RISCv64RegAlloc::buildInterferenceGraph() {
@@ -402,42 +534,104 @@ void RISCv64RegAlloc::buildInterferenceGraph() {
         all_vregs.insert(preg_to_vreg_id_map.at(preg));
     }
 
-
+    // 初始化干扰图邻接表
     for (auto vreg : all_vregs) { interference_graph[vreg] = {}; }
 
+    // 创建一个临时的AsmPrinter用于打印指令，方便调试
+    RISCv64AsmPrinter temp_printer(MFunc);
+    temp_printer.setStream(std::cerr);
+
     for (auto& mbb : MFunc->getBlocks()) {
-        for (auto& instr : mbb->getInstructions()) {
+        if (DEEPDEBUG) std::cerr << "--- Building Graph for Basic Block: " << mbb->getName() << " ---\n";
+        for (auto& instr_ptr : mbb->getInstructions()) {
+            MachineInstr* instr = instr_ptr.get();
+            if (DEEPDEBUG) {
+                // 打印当前正在处理的指令
+                std::cerr << "  Instr: ";
+                temp_printer.printInstruction(instr, true); // 使用 true 来打印虚拟寄存器
+            }
+            
             LiveSet def, use;
-            getInstrUseDef(instr.get(), use, def);
-            const LiveSet& live_out = live_out_map.at(instr.get());
+            getInstrUseDef(instr, use, def);
+            const LiveSet& live_out = live_out_map.at(instr);
+
+            // [新增调试逻辑] 打印所有相关的寄存器集合
+            if (DEEPDEBUG) {
+                printLiveSet(use, "Use     ", std::cerr);
+                printLiveSet(def, "Def     ", std::cerr);
+                printLiveSet(live_out, "Live_Out", std::cerr); // 这是我们最关心的信息
+            }
 
             // 标准干扰图构建：def 与 live_out 中的其他变量干扰
             for (unsigned d : def) {
                 for (unsigned l : live_out) {
                     if (d != l) {
+                        // [新增调试逻辑] 打印添加的干扰边及其原因
+                        if (DEEPDEBUG && interference_graph[d].find(l) == interference_graph[d].end()) {
+                           std::cerr << "    Edge (Def-LiveOut): %vreg" << d << " <-> %vreg" << l << "\n";
+                        }
                         interference_graph[d].insert(l);
                         interference_graph[l].insert(d);
                     }
                 }
             }
 
-            // *** 核心修改点：处理 CALL 指令的隐式 def ***
-            if (instr->getOpcode() == RVOpcodes::CALL) {
-                // CALL 指令会定义（杀死）所有调用者保存的寄存器。
-                // 因此，所有调用者保存的物理寄存器都与 CALL 指令的 live_out 中的所有变量冲突。
-                const std::vector<PhysicalReg>& caller_saved_regs = getCallerSavedIntRegs();
-                for (PhysicalReg cs_reg : caller_saved_regs) {
-                    unsigned cs_vreg_id = preg_to_vreg_id_map.at(cs_reg); // 获取物理寄存器对应的特殊vreg ID
-                    
-                    // 将这个物理寄存器节点与 CALL 指令的 live_out 中的所有虚拟寄存器添加干扰边。
-                    for (unsigned live_vreg_out : live_out) {
-                        if (cs_vreg_id != live_vreg_out) { // 避免自己和自己干扰
-                            interference_graph[cs_vreg_id].insert(live_vreg_out);
-                            interference_graph[live_vreg_out].insert(cs_vreg_id);
+            // 在非move指令中，def 与 use 互相干扰
+            if (instr->getOpcode() != RVOpcodes::MV) {
+                for (unsigned d : def) {
+                    for (unsigned u : use) {
+                        if (d != u) {
+                            // [新增调试逻辑] 打印添加的干扰边及其原因
+                            if (DEEPDEBUG && interference_graph[d].find(u) == interference_graph[d].end()) {
+                                std::cerr << "    Edge (Def-Use)    : %vreg" << d << " <-> %vreg" << u << "\n";
+                            }
+                            interference_graph[d].insert(u);
+                            interference_graph[u].insert(d);
                         }
                     }
                 }
             }
+
+            // *** 处理 CALL 指令的隐式 def ***
+            if (instr->getOpcode() == RVOpcodes::CALL) {
+                // 你的原始CALL调试信息
+                if (DEEPDEBUG) {
+                    std::string live_out_str;
+                    for (unsigned vreg : live_out) {
+                        live_out_str += "%vreg" + std::to_string(vreg) + " ";
+                    }
+                    std::cerr << "[DEEPDEBUG] buildInterferenceGraph: CALL instruction found. Live out set is: {" 
+                              << live_out_str << "}" << std::endl;
+                }
+                // CALL 指令会定义（杀死）所有调用者保存的寄存器。
+                // 因此，所有调用者保存的物理寄存器都与 CALL 指令的 live_out 中的所有变量冲突。
+                const std::vector<PhysicalReg>& caller_saved_regs = getCallerSavedIntRegs();
+                for (PhysicalReg cs_reg : caller_saved_regs) {
+                    if (preg_to_vreg_id_map.count(cs_reg)) {
+                        unsigned cs_vreg_id = preg_to_vreg_id_map.at(cs_reg); // 获取物理寄存器对应的特殊vreg ID
+                    
+                        // 将这个物理寄存器节点与 CALL 指令的 live_out 中的所有虚拟寄存器添加干扰边。
+                        for (unsigned live_vreg_out : live_out) {
+                            if (cs_vreg_id != live_vreg_out) { // 避免自己和自己干扰
+                                // [新增调试逻辑] 打印添加的干扰边及其原因
+                                if (DEEPDEBUG && interference_graph[cs_vreg_id].find(live_vreg_out) == interference_graph[cs_vreg_id].end()) {
+                                    std::cerr << "    Edge (CALL)       : preg(" << static_cast<int>(cs_reg) << ") <-> %vreg" << live_vreg_out << "\n";
+                                }
+                                interference_graph[cs_vreg_id].insert(live_vreg_out);
+                                interference_graph[live_vreg_out].insert(cs_vreg_id);
+                            }
+                        }
+                    } else {
+                        // 如果物理寄存器没有对应的特殊虚拟寄存器ID，可能是因为它不是调用者保存的寄存器。
+                        // 这种情况通常不应该发生，但我们可以在这里添加一个警告或错误处理。
+                        if (DEEPDEBUG) {
+                            std::cerr << "Warning: Physical register " << static_cast<int>(cs_reg) 
+                                      << " does not have a corresponding special vreg ID.\n";
+                        }
+                    }
+                }
+            }
+            if (DEEPDEBUG) std::cerr << "  ----------------\n";
         }
     }
 }
@@ -445,7 +639,8 @@ void RISCv64RegAlloc::buildInterferenceGraph() {
 void RISCv64RegAlloc::colorGraph() {
     std::vector<unsigned> sorted_vregs;
     for (auto const& [vreg, neighbors] : interference_graph) {
-        if (color_map.find(vreg) == color_map.end()) {
+        // 只为未预着色的虚拟寄存器排序和着色
+        if (color_map.find(vreg) == color_map.end() && vreg < static_cast<unsigned>(PhysicalReg::PHYS_REG_START_ID)) {
             sorted_vregs.push_back(vreg);
         }
     }
@@ -459,7 +654,7 @@ void RISCv64RegAlloc::colorGraph() {
     for (unsigned vreg : sorted_vregs) {
         std::set<PhysicalReg> used_colors;
         for (unsigned neighbor_id : interference_graph.at(vreg)) {
-            // --- 修改开始 ---
+            // --- 关键改进 (来自 rec 分支) ---
             
             // 情况 1: 邻居是一个已经被着色的虚拟寄存器
             if (color_map.count(neighbor_id)) {
@@ -467,18 +662,10 @@ void RISCv64RegAlloc::colorGraph() {
             } 
             // 情况 2: 邻居本身就是一个代表物理寄存器的节点
             else if (neighbor_id >= static_cast<unsigned>(PhysicalReg::PHYS_REG_START_ID)) {
-                // 需要一个反向映射来从特殊ID找回PhysicalReg
-                // 假设你有这样一个映射 inv_preg_to_vreg_id_map
-                // 或者，你可以重新计算
-                for (auto const& [preg, id] : preg_to_vreg_id_map) {
-                    if (id == neighbor_id) {
-                        used_colors.insert(preg);
-                        break;
-                    }
-                }
+                // 从特殊ID反向解析出是哪个物理寄存器
+                PhysicalReg neighbor_preg = static_cast<PhysicalReg>(neighbor_id - static_cast<unsigned>(PhysicalReg::PHYS_REG_START_ID));
+                used_colors.insert(neighbor_preg);
             }
-            
-            // --- 修改结束 ---
         }
         
         bool colored = false;

src/frontend/CMakeLists.txt

@@ -0,0 +1,17 @@
+# src/frontend/CMakeLists.txt
+add_library(frontend_lib STATIC
+    SysYBaseVisitor.cpp
+    SysY.g4
+    SysYLexer.cpp
+    SysYParser.cpp
+    SysYVisitor.cpp
+)
+
+# 包含前端模块所需的头文件路径
+target_include_directories(frontend_lib PUBLIC
+    ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../include/frontend # 前端头文件
+    ${ANTLR_RUNTIME}/runtime/src                    # ANTLR 运行时头文件
+)
+
+# 链接 ANTLR 运行时库
+target_link_libraries(frontend_lib PRIVATE antlr4_shared)

src/include/AddressCalculationExpansion.h

@@ -1,59 +0,0 @@
-#pragma once
-
-#include "IR.h" // 假设IR.h包含了Module, Function, BasicBlock, Instruction, Value, IRBuilder, Type等定义
-#include "IRBuilder.h" // 需要IRBuilder来创建新指令
-#include "SysYIRPrinter.h" // 新增: 用于调试输出
-#include <memory>
-#include <string>
-#include <unordered_map>
-#include <vector>
-#include <list> // 用于迭代和修改指令列表
-#include <algorithm> // for std::reverse (if needed, although not used in final version)
-#include <iostream> // MODIFICATION: 用于警告输出
-
-namespace sysy {
-
-/**
- * @brief AddressCalculationExpansion Pass
- *
- * 这是一个IR优化Pass，用于将LoadInst和StoreInst中包含的多维数组索引
- * 显式地转换为IR中的BinaryInst（乘法和加法）序列，并生成带有线性偏移量的
- * LoadInst/StoreInst。
- *
- * 目的：确保在寄存器分配之前，所有中间地址计算的结果都有明确的IR指令和对应的虚拟寄存器，
- * 从而避免在后端DAG构建时临时创建值而导致寄存器分配缺失的问题。
- *
- * SysY语言特性：
- * - 无指针类型（所有数组访问的基地址是alloca或global的AllocaType/ArrayType）
- * - 数据类型只有int和float，且都占用4字节。
- * - LoadInst和StoreInst直接接受多个索引作为额外操作数。
- */
-class AddressCalculationExpansion {
-private:
-    Module* pModule;
-    IRBuilder* pBuilder; // 用于在IR中插入新指令
-
-    // 数组元素的固定大小，根据SysY特性，int和float都是4字节
-    static const int ELEMENT_SIZE = 4;
-
-    // 辅助函数：根据数组的维度信息和当前索引的维度，计算该索引的步长（字节数）
-    // dims: 包含所有维度大小的vector，例如 {2, 3, 4}
-    // currentDimIndex: 当前正在处理的索引在 dims 中的位置 (0, 1, 2...)
-    int calculateStride(const std::vector<int>& dims, size_t currentDimIndex) {
-        int stride = ELEMENT_SIZE; // 最内层元素大小 (4字节)
-        // 乘以当前维度之后的所有维度的大小
-        for (size_t i = currentDimIndex + 1; i < dims.size(); ++i) {
-            stride *= dims[i];
-        }
-        return stride;
-    }
-
-public:
-    AddressCalculationExpansion(Module* module, IRBuilder* builder)
-        : pModule(module), pBuilder(builder) {}
-
-    // 运行此Pass
-    bool run();
-};
-
-} // namespace sysy

src/include/RISCv64Passes.h

@@ -1,75 +0,0 @@
-#ifndef RISCV64_PASSES_H
-#define RISCV64_PASSES_H
-
-#include "RISCv64LLIR.h"
-
-namespace sysy {
-
-/**
- * @class BackendPass
- * @brief 所有优化Pass的抽象基类 (可选，但推荐)
- * * 定义一个通用的接口，所有优化都应该实现它。
- */
-class BackendPass {
-public:
-    virtual ~BackendPass() = default;
-    virtual void runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc) = 0;
-};
-
-
-// --- 寄存器分配前优化 ---
-
-/**
- * @class PreRA_Scheduler
- * @brief 寄存器分配前的指令调度器
- * * 在虚拟寄存器上进行操作，此时调度自由度最大，
- * 主要目标是隐藏指令延迟，提高流水线效率。
- */
-class PreRA_Scheduler : public BackendPass {
-public:
-    void runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc) override;
-};
-
-
-/**
- * @class CalleeSavedHandler
- * @brief 处理被调用者保存寄存器(Callee-Saved Registers)的Pass。
- * * 这个Pass在寄存器分配之后运行。它的主要职责是：
- * 1. 扫描整个函数，找出所有被使用的 `s` 系列寄存器。
- * 2. 在函数序言中插入 `sd` 指令来保存这些寄存器。
- * 3. 在函数结尾（ret指令前）插入 `ld` 指令来恢复这些寄存器。
- * 4. 正确计算因保存这些寄存器而需要的额外栈空间，并更新StackFrameInfo。
- */
-class CalleeSavedHandler : public BackendPass {
-public:
-    void runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc) override;
-};
-
-// --- 寄存器分配后优化 ---
-
-/**
- * @class PeepholeOptimizer
- * @brief 窥孔优化器
- * * 在已分配物理寄存器的指令流上，通过一个小的滑动窗口来查找
- * 并替换掉一些冗余或低效的指令模式。
- */
-class PeepholeOptimizer : public BackendPass {
-public:
-    void runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc) override;
-};
-
-/**
- * @class PostRA_Scheduler
- * @brief 寄存器分配后的局部指令调度器
- * * 主要目标是优化寄存器分配器插入的spill/fill代码(lw/sw)，
- * 尝试将加载指令提前，以隐藏其访存延迟。
- */
-class PostRA_Scheduler : public BackendPass {
-public:
-    void runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc) override;
-};
-
-
-} // namespace sysy
-
-#endif // RISCV64_PASSES_H

src/include/SCCP.h

@@ -1,196 +0,0 @@
-#pragma once
-
-#include "IR.h"
-
-namespace sysy {
-
-// 稀疏条件常量传播类
-// Sparse Conditional Constant Propagation
-/*
-伪代码
-function SCCP_Optimization(Module):
-    for each Function in Module:
-        changed = true
-        while changed:
-            changed = false
-            // 阶段1: 常量传播与折叠
-            changed |= PropagateConstants(Function)
-            // 阶段2: 控制流简化
-            changed |= SimplifyControlFlow(Function)
-        end while
-    end for
-
-function PropagateConstants(Function):
-    // 初始化
-    executableBlocks = {entryBlock}
-    valueState = map<Value, State> // 值->状态映射
-    instWorkList = Queue()
-    edgeWorkList = Queue()
-    
-    // 初始化工作列表
-    for each inst in entryBlock:
-        instWorkList.push(inst)
-    
-    // 迭代处理
-    while !instWorkList.empty() || !edgeWorkList.empty():
-        // 处理指令工作列表
-        while !instWorkList.empty():
-            inst = instWorkList.pop()
-            // 如果指令是可执行基本块中的
-            if executableBlocks.contains(inst.parent):
-                ProcessInstruction(inst)
-        
-        // 处理边工作列表
-        while !edgeWorkList.empty():
-            edge = edgeWorkList.pop()
-            ProcessEdge(edge)
-    
-    // 应用常量替换
-    for each inst in Function:
-        if valueState[inst] == CONSTANT:
-            ReplaceWithConstant(inst, valueState[inst].constant)
-            changed = true
-    
-    return changed
-
-function ProcessInstruction(Instruction inst):
-    switch inst.type:
-        //二元操作
-        case BINARY_OP:
-            lhs = GetValueState(inst.operands[0])
-            rhs = GetValueState(inst.operands[1])
-            if lhs == CONSTANT && rhs == CONSTANT:
-                newState = ComputeConstant(inst.op, lhs.value, rhs.value)
-                UpdateState(inst, newState)
-            else if lhs == BOTTOM || rhs == BOTTOM:
-                UpdateState(inst, BOTTOM)
-        //phi
-        case PHI:
-            mergedState = ⊤
-            for each incoming in inst.incomings:
-            // 检查每个输入的状态
-                if executableBlocks.contains(incoming.block):
-                    incomingState = GetValueState(incoming.value)
-                    mergedState = Meet(mergedState, incomingState)
-            UpdateState(inst, mergedState)
-        // 条件分支
-        case COND_BRANCH:
-            cond = GetValueState(inst.condition)
-            if cond == CONSTANT:
-                // 判断条件分支
-                if cond.value == true:
-                    AddEdgeToWorkList(inst.parent, inst.trueTarget)
-                else:
-                    AddEdgeToWorkList(inst.parent, inst.falseTarget)
-            else if cond == BOTTOM:
-                AddEdgeToWorkList(inst.parent, inst.trueTarget)
-                AddEdgeToWorkList(inst.parent, inst.falseTarget)
-        
-        case UNCOND_BRANCH:
-            AddEdgeToWorkList(inst.parent, inst.target)
-        
-        // 其他指令处理...
-
-function ProcessEdge(Edge edge):
-    fromBB, toBB = edge
-    if !executableBlocks.contains(toBB):
-        executableBlocks.add(toBB)
-        for each inst in toBB:
-            if inst is PHI:
-                instWorkList.push(inst)
-            else:
-                instWorkList.push(inst) // 非PHI指令
-    
-    // 更新PHI节点的输入
-    for each phi in toBB.phis:
-        instWorkList.push(phi)
-
-function SimplifyControlFlow(Function):
-    changed = false
-    // 标记可达基本块
-    ReachableBBs = FindReachableBlocks(Function.entry)
-    
-    // 删除不可达块
-    for each bb in Function.blocks:
-        if !ReachableBBs.contains(bb):
-            RemoveDeadBlock(bb)
-            changed = true
-    
-    // 简化条件分支
-    for each bb in Function.blocks:
-        terminator = bb.terminator
-        if terminator is COND_BRANCH:
-            cond = GetValueState(terminator.condition)
-            if cond == CONSTANT:
-                SimplifyBranch(terminator, cond.value)
-                changed = true
-    
-    return changed
-
-function RemoveDeadBlock(BasicBlock bb):
-    // 1. 更新前驱块的分支指令
-    for each pred in bb.predecessors:
-        UpdateTerminator(pred, bb)
-    
-    // 2. 更新后继块的PHI节点
-    for each succ in bb.successors:
-        RemovePhiIncoming(succ, bb)
-    
-    // 3. 删除块内所有指令
-    for each inst in bb.instructions:
-        inst.remove()
-    
-    // 4. 从函数中移除基本块
-    Function.removeBlock(bb)
-
-function Meet(State a, State b):
-    if a == ⊤: return b
-    if b == ⊤: return a
-    if a == ⊥ || b == ⊥: return ⊥
-    if a.value == b.value: return a
-    return ⊥
-
-function UpdateState(Value v, State newState):
-    oldState = valueState.get(v, ⊤)
-    if newState != oldState:
-        valueState[v] = newState
-        for each user in v.users:
-            if user is Instruction:
-                instWorkList.push(user)
-
-*/
-
-enum class LatticeValue {
-  Top,       // ⊤ (Unknown)
-  Constant,  // c (Constant)
-  Bottom     // ⊥ (Undefined / Varying)
-};
-// LatticeValue: 用于表示值的状态，Top表示未知，Constant表示常量，Bottom表示未定义或变化的值。
-// 这里的LatticeValue用于跟踪每个SSA值（变量、指令结果）的状态，
-// 以便在SCCP过程中进行常量传播和控制流简化。
-
-//TODO: 下列数据结构考虑集成到类中，避免重命名问题
-static std::set<Instruction *> Worklist;
-static std::unordered_set<BasicBlock*> Executable_Blocks;
-static std::queue<std::pair<BasicBlock *, BasicBlock *> > Executable_Edges;
-static std::map<Value*, LatticeValue> valueState;
-
-class SCCP {
-private:
-  Module *pModule;
-
-public:
-  SCCP(Module *pMoudle) : pModule(pMoudle) {}
-
-  void run();
-  bool PropagateConstants(Function *function);
-  bool SimplifyControlFlow(Function *function);
-  void ProcessInstruction(Instruction *inst);
-  void ProcessEdge(const std::pair<BasicBlock *, BasicBlock *> &edge);
-  void RemoveDeadBlock(BasicBlock *bb);
-  void UpdateState(Value *v, LatticeValue newState);
-  LatticeValue Meet(LatticeValue a, LatticeValue b);
-  LatticeValue GetValueState(Value *v);
-};
-
-}  // namespace sysy

src/include/SysYIRAnalyser.h

@@ -1,465 +0,0 @@
-#pragma once
-
-#include "IR.h"
-
-namespace sysy {
-
-// 前向声明
-
-class Loop;
-// 基本块分析信息类
-class BlockAnalysisInfo {
-
-public:
-  using block_list = std::vector<BasicBlock*>;
-  using block_set = std::unordered_set<BasicBlock*>;
-
-protected:
-  // 支配树相关
-  int domdepth = 0;          ///< 支配节点所在深度
-  BasicBlock* idom = nullptr;    ///< 直接支配结点
-  block_list sdoms;              ///< 支配树后继
-  block_set dominants;           ///< 必经结点集合
-  block_set dominant_frontiers;  ///< 支配边界
-  
-  // 后续添加循环分析相关
-  // Loop* loopbelong = nullptr;    ///< 所属循环
-  // int loopdepth = 0;             ///< 循环深度
-
-public:
-  // getterface
-  const int getDomDepth() const { return domdepth; }
-  const BasicBlock* getIdom() const { return idom; }
-  const block_list& getSdoms() const { return sdoms; }
-  const block_set& getDominants() const { return dominants; }
-  const block_set& getDomFrontiers() const { return dominant_frontiers; }
-  
-  // 支配树操作
-  void setDomDepth(int depth) { domdepth = depth; }
-  void setIdom(BasicBlock* block) { idom = block; }
-  void addSdoms(BasicBlock* block) { sdoms.push_back(block); }
-  void clearSdoms() { sdoms.clear(); }
-  void removeSdoms(BasicBlock* block) {
-    sdoms.erase(std::remove(sdoms.begin(), sdoms.end(), block), sdoms.end());
-  }
-  void addDominants(BasicBlock* block) { dominants.emplace(block); }
-  void addDominants(const block_set& blocks) { dominants.insert(blocks.begin(), blocks.end()); }
-  void setDominants(BasicBlock* block) { 
-    dominants.clear(); 
-    addDominants(block); 
-  }
-  void setDominants(const block_set& doms) { 
-    dominants = doms; 
-  }
-  void setDomFrontiers(const block_set& df) { 
-    dominant_frontiers = df; 
-  }
-  
-  // TODO：循环分析操作方法
-  
-  // 清空所有分析信息
-  void clear() {
-    domdepth =  -1;
-    idom = nullptr;
-    sdoms.clear();
-    dominants.clear();
-    dominant_frontiers.clear();
-    // loopbelong = nullptr;
-    // loopdepth = 0;
-  }
-};
-
-// 函数分析信息类
-class FunctionAnalysisInfo {
-
-
-public:
-  // 函数属性
-  enum FunctionAttribute : uint64_t {
-      PlaceHolder = 0x0UL,
-      Pure = 0x1UL << 0,
-      SelfRecursive = 0x1UL << 1,
-      SideEffect = 0x1UL << 2,
-      NoPureCauseMemRead = 0x1UL << 3
-  };
-  
-  // 数据结构
-  using Loop_list = std::list<std::unique_ptr<Loop>>;
-  using block_loop_map = std::unordered_map<BasicBlock*, Loop*>;
-  using value_block_map = std::unordered_map<Value*, BasicBlock*>;
-  using value_block_count_map = std::unordered_map<Value*, std::unordered_map<BasicBlock*, int>>;
-  
-  // 分析数据
-  FunctionAttribute attribute = PlaceHolder;  ///< 函数属性
-  std::set<Function*> callees;               ///< 函数调用集合
-  Loop_list loops;                           ///< 所有循环
-  Loop_list topLoops;                        ///< 顶层循环
-  // block_loop_map basicblock2Loop;            ///< 基本块到循环映射
-  std::list<std::unique_ptr<AllocaInst>> indirectAllocas; ///< 间接分配内存
-  
-  // 值定义/使用信息
-  value_block_map value2AllocBlocks;         ///< 值分配位置映射
-  value_block_count_map value2DefBlocks;     ///< 值定义位置映射
-  value_block_count_map value2UseBlocks;     ///< 值使用位置映射
-  
-  // 函数属性操作
-  FunctionAttribute getAttribute() const { return attribute; }
-  void setAttribute(FunctionAttribute attr) { attribute = static_cast<FunctionAttribute>(attribute | attr); }
-  void clearAttribute() { attribute = PlaceHolder; }
-  
-  // 调用关系操作
-  void addCallee(Function* callee) { callees.insert(callee); }
-  void removeCallee(Function* callee) { callees.erase(callee); }
-  void clearCallees() { callees.clear(); }
-  
-  
-  // 值-块映射操作
-  BasicBlock* getAllocBlockByValue(Value* value) { 
-      auto it = value2AllocBlocks.find(value);
-      return it != value2AllocBlocks.end() ? it->second : nullptr;
-  }
-  std::unordered_set<BasicBlock *> getDefBlocksByValue(Value *value) {
-    std::unordered_set<BasicBlock *> blocks;
-    if (value2DefBlocks.count(value) > 0) {
-      for (const auto &pair : value2DefBlocks[value]) {
-        blocks.insert(pair.first);
-      }
-    }
-    return blocks;
-  }
-  std::unordered_set<BasicBlock *> getUseBlocksByValue(Value *value) {
-    std::unordered_set<BasicBlock *> blocks;
-    if (value2UseBlocks.count(value) > 0) {
-      for (const auto &pair : value2UseBlocks[value]) {
-        blocks.insert(pair.first);
-      }
-    }
-    return blocks;
-  }
-
-  // 值定义/使用操作
-  void addValue2AllocBlocks(Value* value, BasicBlock* block) { value2AllocBlocks[value] = block; }
-  void addValue2DefBlocks(Value* value, BasicBlock* block) { ++value2DefBlocks[value][block]; }
-  void addValue2UseBlocks(Value* value, BasicBlock* block) { ++value2UseBlocks[value][block]; }
-  
-
-  // 获取值定义/使用信息
-  std::unordered_map<Value *, BasicBlock *>& getValue2AllocBlocks() {
-    return value2AllocBlocks;
-  }
-  std::unordered_map<Value *, std::unordered_map<BasicBlock *, int>>& getValue2DefBlocks() {
-    return value2DefBlocks;
-  } 
-  std::unordered_map<Value *, std::unordered_map<BasicBlock *, int>>& getValue2UseBlocks() {
-    return value2UseBlocks;
-  }
-  std::unordered_set<Value *> getValuesOfDefBlock() {
-    std::unordered_set<Value *> values;
-    for (const auto &pair : value2DefBlocks) {
-      values.insert(pair.first);
-    }
-    return values;
-  }
-
-  // 删除信息操作
-  void removeValue2AllocBlock(Value *value) { value2AllocBlocks.erase(value); }
-  bool removeValue2DefBlock(Value *value, BasicBlock *block) {
-    bool changed = false;
-    if (--value2DefBlocks[value][block] == 0) {
-      value2DefBlocks[value].erase(block);
-      if (value2DefBlocks[value].empty()) {
-        value2DefBlocks.erase(value);
-        changed = true;
-      }
-    }
-    return changed;
-  }
-  bool removeValue2UseBlock(Value *value, BasicBlock *block) {
-    bool changed = false;
-    if (--value2UseBlocks[value][block] == 0) {
-      value2UseBlocks[value].erase(block);
-      if (value2UseBlocks[value].empty()) {
-        value2UseBlocks.erase(value);
-        changed = true;
-      }
-    }
-    return changed;
-  }
-
-  // 间接分配操作
-  void addIndirectAlloca(AllocaInst* alloca) { indirectAllocas.emplace_back(alloca); }
-  std::list<std::unique_ptr<AllocaInst>>& getIndirectAllocas() { return indirectAllocas; }
-
-  // TODO：循环分析操作
-
-  // 清空所有分析信息
-  void clear() {
-    attribute = PlaceHolder;
-    callees.clear();
-    loops.clear();
-    topLoops.clear();
-    // basicblock2Loop.clear();
-    indirectAllocas.clear();
-    value2AllocBlocks.clear();
-    value2DefBlocks.clear();
-    value2UseBlocks.clear();
-  }
-};
-// 循环类 - 未实现优化
-class Loop {
-public:
-  using block_list = std::vector<BasicBlock *>;
-  using block_set = std::unordered_set<BasicBlock *>;
-  using Loop_list = std::vector<Loop *>;
-
-protected:
-  Function *parent;                      // 所属函数
-  block_list blocksInLoop;               // 循环内的基本块
-  BasicBlock *preheaderBlock = nullptr;  // 前驱块
-  BasicBlock *headerBlock = nullptr;     // 循环头
-  block_list latchBlock;                 // 回边块
-  block_set exitingBlocks;               // 退出块
-  block_set exitBlocks;                  // 退出目标块
-  Loop *parentloop = nullptr;            // 父循环
-  Loop_list subLoops;                    // 子循环
-  size_t loopID;                         // 循环ID
-  unsigned loopDepth;                    // 循环深度
-
-  Instruction *indCondVar = nullptr;     // 循环条件变量
-  Instruction::Kind IcmpKind;            // 比较类型
-  Value *indEnd = nullptr;               // 循环结束值
-  AllocaInst *IndPhi = nullptr;          // 循环变量
-
-  ConstantValue *indBegin = nullptr;     // 循环起始值
-  ConstantValue *indStep = nullptr;      // 循环步长
-  
-  std::set<GlobalValue *> GlobalValuechange;  // 循环内改变的全局变量
-  
-  int StepType = 0;                      // 循环步长类型
-  bool parallelable = false;             // 是否可并行
-
-public:
-  explicit Loop(BasicBlock *header, const std::string &name = "") 
-      : headerBlock(header) {
-    blocksInLoop.push_back(header);
-  }
-  
-  void setloopID() {
-    static unsigned loopCount = 0;
-    loopCount = loopCount + 1;
-    loopID = loopCount;
-  }
-  ConstantValue* getindBegin() { return indBegin; }
-  ConstantValue* getindStep() { return indStep; }
-  void setindBegin(ConstantValue *indBegin2set) { indBegin = indBegin2set; }
-  void setindStep(ConstantValue *indStep2set) { indStep = indStep2set; }
-  void setStepType(int StepType2Set) { StepType = StepType2Set; }
-  int getStepType() { return StepType; }
-  size_t getLoopID() { return loopID; }
-
-  BasicBlock* getHeader() const { return headerBlock; }
-  BasicBlock* getPreheaderBlock() const { return preheaderBlock; }
-  block_list& getLatchBlocks() { return latchBlock; }
-  block_set& getExitingBlocks() { return exitingBlocks; }
-  block_set& getExitBlocks() { return exitBlocks; }
-  Loop* getParentLoop() const { return parentloop; }
-  void setParentLoop(Loop *parent) { parentloop = parent; }
-  void addBasicBlock(BasicBlock *bb) { blocksInLoop.push_back(bb); }
-  void addSubLoop(Loop *loop) { subLoops.push_back(loop); }
-  void setLoopDepth(unsigned depth) { loopDepth = depth; }
-  block_list& getBasicBlocks() { return blocksInLoop; }
-  Loop_list& getSubLoops() { return subLoops; }
-  unsigned getLoopDepth() const { return loopDepth; }
-  
-  bool isLoopContainsBasicBlock(BasicBlock *bb) const {
-    return std::find(blocksInLoop.begin(), blocksInLoop.end(), bb) != blocksInLoop.end();
-  }
-  
-  void addExitingBlock(BasicBlock *bb) { exitingBlocks.insert(bb); }
-  void addExitBlock(BasicBlock *bb) { exitBlocks.insert(bb); }
-  void addLatchBlock(BasicBlock *bb) { latchBlock.push_back(bb); }
-  void setPreheaderBlock(BasicBlock *bb) { preheaderBlock = bb; }
-  
-  void setIndexCondInstr(Instruction *instr) { indCondVar = instr; }
-  void setIcmpKind(Instruction::Kind kind) { IcmpKind = kind; }
-  Instruction::Kind getIcmpKind() const { return IcmpKind; }
-  
-  bool isSimpleLoopInvariant(Value *value) ; 
-  
-  void setIndEnd(Value *value) { indEnd = value; }
-  void setIndPhi(AllocaInst *phi) { IndPhi = phi; }
-  Value* getIndEnd() const { return indEnd; }
-  AllocaInst* getIndPhi() const { return IndPhi; }
-  Instruction* getIndCondVar() const { return indCondVar; }
-  
-  void addGlobalValuechange(GlobalValue *globalvaluechange2add) {
-    GlobalValuechange.insert(globalvaluechange2add);
-  }
-  std::set<GlobalValue *>& getGlobalValuechange() {
-    return GlobalValuechange;
-  }
-
-  void setParallelable(bool flag) { parallelable = flag; }
-  bool isParallelable() const { return parallelable; }
-};
-
-// 控制流分析类
-class ControlFlowAnalysis {
-private:
-  Module *pModule;  ///< 模块
-  std::unordered_map<BasicBlock*, BlockAnalysisInfo*> blockAnalysisInfo;  // 基本块分析信息表
-  std::unordered_map<Function*, FunctionAnalysisInfo*> functionAnalysisInfo;  // 函数分析信息
-
-public:
-  explicit ControlFlowAnalysis(Module *pMoudle) : pModule(pMoudle) {} 
-
-  // 获取基本块分析信息
-  BlockAnalysisInfo* getBlockAnalysisInfo(BasicBlock *block) {
-    auto it = blockAnalysisInfo.find(block);
-    if (it != blockAnalysisInfo.end()) {
-      return it->second;
-    }
-    return nullptr;  // 如果未找到，返回nullptr
-  }
-  FunctionAnalysisInfo* getFunctionAnalysisInfo(Function *func) {
-    auto it = functionAnalysisInfo.find(func);
-    if (it != functionAnalysisInfo.end()) {
-      return it->second;
-    }
-    return nullptr;  // 如果未找到，返回nullptr
-  }
-
-  void init();  // 初始化分析器
-  void computeDomNode();  // 计算必经结点
-  void computeDomTree();  // 构造支配树
-  // std::unordered_set<BasicBlock *> computeDomFrontier(BasicBlock *block) ;  // 计算单个块的支配边界(弃用)
-  void computeDomFrontierAllBlk();  // 计算所有块的支配边界
-  void runControlFlowAnalysis();  // 运行控制流分析(主要是支配树和支配边界)
-  void clear(){
-    for (auto &pair : blockAnalysisInfo) {
-      delete pair.second;  // 清理基本块分析信息
-    }
-    blockAnalysisInfo.clear();
-    
-    for (auto &pair : functionAnalysisInfo) {
-      delete pair.second;  // 清理函数分析信息
-    }
-    functionAnalysisInfo.clear();
-  } // 清空分析结果
-  ~ControlFlowAnalysis() {
-    clear();  // 析构时清理所有分析信息
-  }
-
-private:
-  void intersectOP4Dom(std::unordered_set<BasicBlock *> &dom, const std::unordered_set<BasicBlock *> &other);  // 交集运算，
-  BasicBlock* findCommonDominator(BasicBlock *a, BasicBlock *b);  // 查找两个基本块的共同支配结点
-};
-
-// 数据流分析类
-// 该类为抽象类，具体的数据流分析器需要继承此类
-// 因为每个数据流分析器的分析动作都不一样，所以需要继承并实现analyze方法
-class DataFlowAnalysis {
- public:
-  virtual ~DataFlowAnalysis() = default;
-
- public:
-  virtual void init(Module *pModule) {}                                              ///< 分析器初始化
-  virtual auto analyze(Module *pModule, BasicBlock *block) -> bool { return true; }  ///< 分析动作，若完成则返回true;
-  virtual void clear() {}                                                            ///< 清空
-};
-
-// 数据流分析工具类
-// 该类用于管理多个数据流分析器，提供统一的前向与后向分析接口
-class DataFlowAnalysisUtils {
-private:
-  std::vector<DataFlowAnalysis *> forwardAnalysisList;   ///< 前向分析器列表
-  std::vector<DataFlowAnalysis *> backwardAnalysisList;  ///< 后向分析器列表
-
-public:
-  DataFlowAnalysisUtils() = default;
-  ~DataFlowAnalysisUtils() {
-    clear();  // 析构时清理所有分析器
-  }
-  // 统一添加接口
-  void addAnalyzers(
-    std::vector<DataFlowAnalysis *> forwardList,
-    std::vector<DataFlowAnalysis *> backwardList = {}) 
-  {
-    forwardAnalysisList.insert(
-      forwardAnalysisList.end(), 
-      forwardList.begin(), 
-      forwardList.end());
-    
-    backwardAnalysisList.insert(
-      backwardAnalysisList.end(),
-      backwardList.begin(),
-      backwardList.end());
-  }
-  
-  // 单独添加接口
-  void addForwardAnalyzer(DataFlowAnalysis *analyzer) {
-    forwardAnalysisList.push_back(analyzer);
-  }
-  
-  void addBackwardAnalyzer(DataFlowAnalysis *analyzer) {
-    backwardAnalysisList.push_back(analyzer);
-  }
-
-  // 设置分析器列表
-  void setAnalyzers(
-    std::vector<DataFlowAnalysis *> forwardList,
-    std::vector<DataFlowAnalysis *> backwardList)
-  {
-    forwardAnalysisList = std::move(forwardList);
-    backwardAnalysisList = std::move(backwardList);
-  }
-
-  // 清空列表
-  void clear() {
-    forwardAnalysisList.clear();
-    backwardAnalysisList.clear();
-  }
-
-  // 访问器
-  const auto& getForwardAnalyzers() const { return forwardAnalysisList; }
-  const auto& getBackwardAnalyzers() const { return backwardAnalysisList; }
-
-public:
-  void forwardAnalyze(Module *pModule);   ///< 执行前向分析
-  void backwardAnalyze(Module *pModule);  ///< 执行后向分析
-};
-
-// 活跃变量分析类
-// 提供def - use分析
-// 未兼容数组变量但是考虑了维度的use信息
-class ActiveVarAnalysis : public DataFlowAnalysis {
- private:
-  std::map<BasicBlock *, std::vector<std::set<User *>>> activeTable;  ///< 活跃信息表，存储每个基本块内的的活跃变量信息
-
- public:
-  ActiveVarAnalysis() = default;
-  ~ActiveVarAnalysis() override = default;
-
- public:
-  static std::set<User*> getUsedSet(Instruction *inst);
-  static User* getDefine(Instruction *inst);
-
- public:
-  void init(Module *pModule) override;
-  bool analyze(Module *pModule, BasicBlock *block) override;
-  // 外部活跃信息表访问器
-  const std::map<BasicBlock *, std::vector<std::set<User *>>> &getActiveTable() const;
-  void clear() override {
-    activeTable.clear();  // 清空活跃信息表
-  }
-};
-
-// 分析管理器 后续实现
-// class AnalysisManager {
-
-// };
-
-
-
-
-}  // namespace sysy

src/include/SysYIROptUtils.h

@@ -1,33 +0,0 @@
-#pragma once
-
-#include "IR.h"
-
-namespace sysy {
-
-// 优化工具类，包含一些通用的优化方法
-// 这些方法可以在不同的优化 pass 中复用
-// 例如：删除use关系,判断是否是全局变量等
-class SysYIROptUtils{
-
-public:
-  // 仅仅删除use关系
-  static void usedelete(Instruction *instr) {
-    for (auto &use : instr->getOperands()) {
-      Value* val = use->getValue();
-      val->removeUse(use);
-    }
-  }
-
-  // 判断是否是全局变量
-  static bool isGlobal(Value *val) {
-    auto gval = dynamic_cast<GlobalValue *>(val);
-    return gval != nullptr;
-  }
-  // 判断是否是数组
-  static bool isArr(Value *val) {
-    auto aval = dynamic_cast<AllocaInst *>(val);
-  return aval != nullptr && aval->getNumDims() != 0;
-  }
-};
-
-}// namespace sysy

src/include/SysYIRPassManager.h

@@ -1,58 +0,0 @@
-// PassManager.h
-#pragma once
-
-#include <vector>
-#include <memory>
-#include <typeindex> // For std::type_index
-#include <unordered_map>
-#include "SysYIRPass.h"
-#include "IR.h" // 假设你的IR.h定义了Module, Function等
-
-namespace sysy {
-
-class PassManager {
-public:
-	PassManager() = default;
-
-	// 添加一个FunctionPass
-	void addPass(std::unique_ptr<FunctionPass> pass) {
-		functionPasses.push_back(std::move(pass));
-	}
-
-	// 添加一个ModulePass
-	void addPass(std::unique_ptr<ModulePass> pass) {
-		modulePasses.push_back(std::move(pass));
-	}
-
-	// 添加一个AnalysisPass
-	template<typename T, typename... Args>
-	T* addAnalysisPass(Args&&... args) {
-		static_assert(std::is_base_of<AnalysisPass, T>::value, "T must derive from AnalysisPass");
-		auto analysis = std::make_unique<T>(std::forward<Args>(args)...);
-		T* rawPtr = analysis.get();
-		analysisPasses[std::type_index(typeid(T))] = std::move(analysis);
-		return rawPtr;
-	}
-
-	// 获取分析结果（用于其他Pass访问）
-	template<typename T>
-	T* getAnalysis() {
-		static_assert(std::is_base_of<AnalysisPass, T>::value, "T must derive from AnalysisPass");
-		auto it = analysisPasses.find(std::type_index(typeid(T)));
-		if (it != analysisPasses.end()) {
-			return static_cast<T*>(it->second.get());
-		}
-		return nullptr; // 或者抛出异常
-	}
-
-	// 运行所有注册的遍
-	void run(Module& M);
-
-private:
-	std::vector<std::unique_ptr<FunctionPass>> functionPasses;
-	std::vector<std::unique_ptr<ModulePass>> modulePasses;
-	std::unordered_map<std::type_index, std::unique_ptr<AnalysisPass>> analysisPasses;
-	// 未来可以添加AnalysisPass的缓存机制
-};
-
-} // namespace sysy

src/include/backend/RISCv64/Handler/CalleeSavedHandler.h

@@ -0,0 +1,33 @@
+#ifndef CALLEE_SAVED_HANDLER_H
+#define CALLEE_SAVED_HANDLER_H
+
+#include "RISCv64LLIR.h"
+#include "Pass.h"
+
+namespace sysy {
+
+/**
+ * @class CalleeSavedHandler
+ * @brief 处理被调用者保存寄存器(Callee-Saved Registers)的Pass。
+ * * 这个Pass在寄存器分配之后运行。它的主要职责是：
+ * 1. 扫描整个函数，找出所有被使用的 `s` 系列寄存器。
+ * 2. 在函数序言中插入 `sd` 指令来保存这些寄存器。
+ * 3. 在函数结尾（ret指令前）插入 `ld` 指令来恢复这些寄存器。
+ * 4. 正确计算因保存这些寄存器而需要的额外栈空间，并更新StackFrameInfo。
+ */
+class CalleeSavedHandler : public Pass {
+public:
+    static char ID;
+    
+    CalleeSavedHandler() : Pass("callee-saved-handler", Granularity::Function, PassKind::Optimization) {}
+    
+    void *getPassID() const override { return &ID; }
+    
+    bool runOnFunction(Function *F, AnalysisManager& AM) override;
+    
+    void runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc);
+};
+
+} // namespace sysy
+
+#endif // CALLEE_SAVED_HANDLER_H

src/include/backend/RISCv64/Handler/LegalizeImmediates.h

@@ -0,0 +1,36 @@
+#ifndef SYSY_LEGALIZE_IMMEDIATES_H
+#define SYSY_LEGALIZE_IMMEDIATES_H
+
+#include "RISCv64LLIR.h"
+#include "Pass.h"
+
+namespace sysy {
+
+// MachineFunction 的前向声明在这里是可选的，因为 RISCv64LLIR.h 已经定义了它
+// class MachineFunction;
+
+/**
+ * @class LegalizeImmediatesPass
+ * @brief 一个用于“合法化”机器指令的Pass。
+ *
+ * 这个Pass的主要职责是遍历所有机器指令，查找那些包含了超出
+ * 目标架构（RISC-V）编码范围的大立即数（immediate）的指令，
+ * 并将它们展开成一个等价的、只包含合法立即数的指令序列。
+ *
+ * 它在指令选择之后、寄存器分配之前运行，确保进入后续阶段的
+ * 所有指令都符合硬件约束。
+ */
+class LegalizeImmediatesPass : public Pass {
+public:
+    static char ID;
+    
+    LegalizeImmediatesPass() : Pass("legalize-immediates", Granularity::Function, PassKind::Optimization) {}
+    
+    void *getPassID() const override { return &ID; }
+    
+    void runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc);
+};
+
+} // namespace sysy
+
+#endif // SYSY_LEGALIZE_IMMEDIATES_H

src/include/backend/RISCv64/Handler/PrologueEpilogueInsertion.h

@@ -0,0 +1,35 @@
+#ifndef SYSY_PROLOGUE_EPILOGUE_INSERTION_H
+#define SYSY_PROLOGUE_EPILOGUE_INSERTION_H
+
+#include "RISCv64LLIR.h"
+#include "Pass.h"
+
+namespace sysy {
+
+class MachineFunction;
+
+/**
+ * @class PrologueEpilogueInsertionPass
+ * @brief 在函数中插入序言和尾声的机器指令。
+ *
+ * 这个Pass在所有栈帧大小计算完毕后（包括局部变量、溢出槽、被调用者保存寄存器），
+ * 在寄存器分配之后运行。它的职责是：
+ * 1. 根据 StackFrameInfo 中的最终栈大小，生成用于分配和释放栈帧的指令 (addi sp, sp, +/-size)。
+ * 2. 生成用于保存和恢复返回地址(ra)和旧帧指针(s0)的指令。
+ * 3. 将这些指令作为 MachineInstr 对象插入到 MachineFunction 的入口块和所有返回块中。
+ * 4. 这个Pass可能会生成带有大立即数的指令，需要后续的 LegalizeImmediatesPass 来处理。
+ */
+class PrologueEpilogueInsertionPass : public Pass {
+public:
+    static char ID;
+    
+    PrologueEpilogueInsertionPass() : Pass("prologue-epilogue-insertion", Granularity::Function, PassKind::Optimization) {}
+    
+    void *getPassID() const override { return &ID; }
+    
+    void runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc);
+};
+
+} // namespace sysy
+
+#endif // SYSY_PROLOGUE_EPILOGUE_INSERTION_H

src/include/backend/RISCv64/Optimize/Peephole.h

@@ -0,0 +1,30 @@
+#ifndef RISCV64_PEEPHOLE_H
+#define RISCV64_PEEPHOLE_H
+
+#include "RISCv64LLIR.h"
+#include "Pass.h"
+
+namespace sysy {
+
+/**
+ * @class PeepholeOptimizer
+ * @brief 窥孔优化器
+ * * 在已分配物理寄存器的指令流上，通过一个小的滑动窗口来查找
+ * 并替换掉一些冗余或低效的指令模式。
+ */
+class PeepholeOptimizer : public Pass {
+public:
+    static char ID;
+    
+    PeepholeOptimizer() : Pass("peephole-optimizer", Granularity::Function, PassKind::Optimization) {}
+    
+    void *getPassID() const override { return &ID; }
+    
+    bool runOnFunction(Function *F, AnalysisManager& AM) override;
+    
+    void runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc);
+};
+
+} // namespace sysy
+
+#endif // RISCV64_PEEPHOLE_H

src/include/backend/RISCv64/Optimize/PostRA_Scheduler.h

@@ -0,0 +1,30 @@
+#ifndef POST_RA_SCHEDULER_H
+#define POST_RA_SCHEDULER_H
+
+#include "RISCv64LLIR.h"
+#include "Pass.h"
+
+namespace sysy {
+
+/**
+ * @class PostRA_Scheduler
+ * @brief 寄存器分配后的局部指令调度器
+ * * 主要目标是优化寄存器分配器插入的spill/fill代码(lw/sw)，
+ * 尝试将加载指令提前，以隐藏其访存延迟。
+ */
+class PostRA_Scheduler : public Pass {
+public:
+    static char ID;
+    
+    PostRA_Scheduler() : Pass("post-ra-scheduler", Granularity::Function, PassKind::Optimization) {}
+    
+    void *getPassID() const override { return &ID; }
+    
+    bool runOnFunction(Function *F, AnalysisManager& AM) override;
+    
+    void runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc);
+};
+
+} // namespace sysy
+
+#endif // POST_RA_SCHEDULER_H

src/include/backend/RISCv64/Optimize/PreRA_Scheduler.h

@@ -0,0 +1,30 @@
+#ifndef PRE_RA_SCHEDULER_H
+#define PRE_RA_SCHEDULER_H
+
+#include "RISCv64LLIR.h"
+#include "Pass.h"
+
+namespace sysy {
+
+/**
+ * @class PreRA_Scheduler
+ * @brief 寄存器分配前的指令调度器
+ * * 在虚拟寄存器上进行操作，此时调度自由度最大，
+ * 主要目标是隐藏指令延迟，提高流水线效率。
+ */
+class PreRA_Scheduler : public Pass {
+public:
+    static char ID;
+    
+    PreRA_Scheduler() : Pass("pre-ra-scheduler", Granularity::Function, PassKind::Optimization) {}
+    
+    void *getPassID() const override { return &ID; }
+    
+    bool runOnFunction(Function *F, AnalysisManager& AM) override;
+    
+    void runOnMachineFunction(MachineFunction* mfunc);
+};
+
+} // namespace sysy
+
+#endif // PRE_RA_SCHEDULER_H

src/include/backend/RISCv64/RISCv64AsmPrinter.h

@@ -12,22 +12,23 @@ namespace sysy {
 class RISCv64AsmPrinter {
 public:
     RISCv64AsmPrinter(MachineFunction* mfunc);
+    
     // 主入口
     void run(std::ostream& os, bool debug = false);
-
+    void printInstruction(MachineInstr* instr, bool debug = false);
+    // 辅助函数
+    void setStream(std::ostream& os) { OS = &os; }
 private:
     // 打印各个部分
-    void printPrologue();
-    void printEpilogue();
     void printBasicBlock(MachineBasicBlock* mbb, bool debug = false);
-    void printInstruction(MachineInstr* instr, bool debug = false);
-    
+
     // 辅助函数
     std::string regToString(PhysicalReg reg);
     void printOperand(MachineOperand* op);
 
     MachineFunction* MFunc;
-    std::ostream* OS;
+    std::ostream* OS = nullptr;
+
 };
 
 } // namespace sysy

src/include/backend/RISCv64/RISCv64LLIR.h

@@ -39,8 +39,8 @@ enum class PhysicalReg {
 
     // 用于内部表示物理寄存器在干扰图中的节点ID（一个简单的特殊ID，确保不与vreg_counter冲突）
     // 假设 vreg_counter 不会达到这么大的值
-    PHYS_REG_START_ID = 10000, 
-    PHYS_REG_END_ID = PHYS_REG_START_ID + 32, // 预留足够的空间
+    PHYS_REG_START_ID = 100000, 
+    PHYS_REG_END_ID = PHYS_REG_START_ID + 320, // 预留足够的空间
 };
 
 // RISC-V 指令操作码枚举

src/include/backend/RISCv64/RISCv64Passes.h

@@ -0,0 +1,17 @@
+#ifndef RISCV64_PASSES_H
+#define RISCV64_PASSES_H
+
+#include "RISCv64LLIR.h"
+#include "Peephole.h"
+#include "PreRA_Scheduler.h"
+#include "PostRA_Scheduler.h"
+#include "CalleeSavedHandler.h"
+#include "LegalizeImmediates.h"
+#include "PrologueEpilogueInsertion.h"
+#include "Pass.h"
+
+namespace sysy {
+
+} // namespace sysy
+
+#endif // RISCV64_PASSES_H

src/include/backend/RISCv64/RISCv64RegAlloc.h

@@ -4,6 +4,9 @@
 #include "RISCv64LLIR.h"
 #include "RISCv64ISel.h" // 包含 RISCv64ISel.h 以访问 ISel 和 Value 类型
 
+extern int DEBUG;
+extern int DEEPDEBUG;
+
 namespace sysy {
 
 class RISCv64RegAlloc {
@@ -61,6 +64,9 @@ private:
     
     // 用于计算类型大小的辅助函数
     unsigned getTypeSizeInBytes(Type* type);
+
+    // 辅助函数，用于打印集合
+    static void printLiveSet(const LiveSet& s, const std::string& name, std::ostream& os);
     
 };
 

src/include/midend/IR.h

@@ -359,12 +359,25 @@ public:
 
   // Helper methods to access constant values with appropriate casting
   int getInt() const {
-    assert(getType()->isInt() && "Calling getInt() on non-integer type");
-    return std::get<int>(getVal());
+    auto val = getVal();
+    if (std::holds_alternative<int>(val)) {
+      return std::get<int>(val);
+    } else if (std::holds_alternative<float>(val)) {
+      return static_cast<int>(std::get<float>(val));
+    }
+    // Handle other possible types if needed
+    return 0; // Default fallback
   }
+
   float getFloat() const {
-    assert(getType()->isFloat() && "Calling getFloat() on non-float type");
-    return std::get<float>(getVal());
+    auto val = getVal();
+    if (std::holds_alternative<float>(val)) {
+      return std::get<float>(val);
+    } else if (std::holds_alternative<int>(val)) {
+      return static_cast<float>(std::get<int>(val));
+    }
+    // Handle other possible types if needed
+    return 0.0f; // Default fallback
   }
 
   template<typename T>
@@ -501,12 +514,15 @@ public:
   explicit BasicBlock(Function *parent, const std::string &name = "")
       : Value(Type::getLabelType(), name), parent(parent) {}
   ~BasicBlock() override {
-    for (auto pre : predecessors) {
-      pre->removeSuccessor(this);
-    }
-    for (auto suc : successors) {
-      suc->removePredecessor(this);
-    }
+    // for (auto pre : predecessors) {
+    //   pre->removeSuccessor(this);
+    // }
+    // for (auto suc : successors) {
+    //   suc->removePredecessor(this);
+    // }
+    // 这些关系应该在 BasicBlock 被从 Function 中移除时，
+    // 由负责 CFG 优化的 Pass (例如 SCCP 的 RemoveDeadBlock) 显式地清理。
+    // 析构函数只负责清理 BasicBlock 自身拥有的资源（例如，指令列表）。
   }
   
 public:
@@ -525,6 +541,10 @@ public:
   iterator begin() { return instructions.begin(); }
   iterator end() { return instructions.end(); }
   iterator terminator() { return std::prev(end()); }
+  iterator findInstIterator(Instruction *inst) {
+    return std::find_if(instructions.begin(), instructions.end(),
+                        [inst](const std::unique_ptr<Instruction> &i) { return i.get() == inst; });
+  }  ///< 查找指定指令的迭代器
   bool hasSuccessor(BasicBlock *block) const {
     return std::find(successors.begin(), successors.end(), block) != successors.end();
   }  ///< 判断是否有后继块
@@ -582,7 +602,7 @@ public:
     prev->addSuccessor(next);
     next->addPredecessor(prev);
   }
-  void removeInst(iterator pos) { instructions.erase(pos); }
+  iterator removeInst(iterator pos) { return instructions.erase(pos); }
   void removeInst(Instruction *inst) {
     auto pos = std::find_if(instructions.begin(), instructions.end(),
                             [inst](const std::unique_ptr<Instruction> &i) { return i.get() == inst; });
@@ -609,6 +629,21 @@ class User : public Value {
   explicit User(Type *type, const std::string &name = "") : Value(type, name) {}
 
  public:
+  // ~User() override {
+  //   // 当 User 对象被销毁时（例如，LoadInst 或 StoreInst 被删除时），
+  //   // 它必须通知它所使用的所有 Value，将对应的 Use 关系从它们的 uses 列表中移除。
+  //   // 这样可以防止 Value 的 uses 列表中出现悬空的 Use 对象。
+  //   for (const auto &use_ptr : operands) {
+  //     // 确保 use_ptr 非空，并且其内部指向的 Value* 也非空
+  //     // (虽然通常情况下不会为空，但为了健壮性考虑)
+  //     if (use_ptr && use_ptr->getValue()) {
+  //       use_ptr->getValue()->removeUse(use_ptr);
+  //     }
+  //   }
+  //   // operands 向量本身是 std::vector<std::shared_ptr<Use>>，
+  //   // 在此析构函数结束后，operands 向量会被销毁，其内部的 shared_ptr 也会被释放，
+  //   // 如果 shared_ptr 引用计数降为0，Use 对象本身也会被销毁。
+  // }
   unsigned getNumOperands() const { return operands.size(); }  ///< 获取操作数数量
   auto operand_begin() const { return operands.begin(); }              ///< 返回操作数列表的开头迭代器
   auto operand_end() const { return operands.end(); }                  ///< 返回操作数列表的结尾迭代器
@@ -678,15 +713,13 @@ class Instruction : public User {
     kCondBr = 0x1UL << 30,
     kBr = 0x1UL << 31,
     kReturn = 0x1UL << 32,
+    kUnreachable = 0x1UL << 33,
     // mem op
-    kAlloca = 0x1UL << 33,
-    kLoad = 0x1UL << 34,
-    kStore = 0x1UL << 35,
-    kGetElementPtr = 0x1UL << 36,
-    kMemset = 0x1UL << 37,
-    // kGetSubArray = 0x1UL << 38,
-    // Constant Kind removed as Constants are now Values, not Instructions.
-    // kConstant = 0x1UL << 37, // Conflicts with kMemset if kept as is
+    kAlloca = 0x1UL << 34,
+    kLoad = 0x1UL << 35,
+    kStore = 0x1UL << 36,
+    kGetElementPtr = 0x1UL << 37,
+    kMemset = 0x1UL << 38,
     // phi
     kPhi = 0x1UL << 39,
     kBitItoF = 0x1UL << 40,
@@ -815,7 +848,7 @@ public:
     return kind & MemoryOpMask;
   }
   bool isTerminator() const {
-    static constexpr uint64_t TerminatorOpMask = kCondBr | kBr | kReturn;
+    static constexpr uint64_t TerminatorOpMask = kCondBr | kBr | kReturn | kUnreachable;
     return kind & TerminatorOpMask;
   }
   bool isCmp() const {
@@ -835,6 +868,7 @@ public:
   }
   bool isUnconditional() const { return kind == kBr; }
   bool isConditional() const { return kind == kCondBr; }
+  bool isCondBr() const { return kind == kCondBr; }
   bool isPhi() const { return kind == kPhi; }
   bool isAlloca() const { return kind == kAlloca; }
   bool isLoad() const { return kind == kLoad; }
@@ -843,6 +877,7 @@ public:
   bool isMemset() const { return kind == kMemset; }
   bool isCall() const { return kind == kCall; }
   bool isReturn() const { return kind == kReturn; }
+  bool isUnreachable() const { return kind == kUnreachable; }
   bool isDefine() const {
     static constexpr uint64_t DefineOpMask = kAlloca | kStore | kPhi;
     return (kind & DefineOpMask) != 0U;
@@ -877,6 +912,9 @@ class PhiInst : public Instruction {
  public:
   Value* getValue(unsigned k) const {return getOperand(2 * k);}  ///< 获取位置为k的值
   BasicBlock* getBlock(unsigned k) const {return dynamic_cast<BasicBlock*>(getOperand(2 * k + 1));}
+  //增加llvm同名方法实现获取value和block
+  Value* getIncomingValue(unsigned k) const {return getOperand(2 * k);}  ///< 获取位置为k的值
+  BasicBlock* getIncomingBlock(unsigned k) const {return dynamic_cast<BasicBlock*>(getOperand(2 * k + 1));}
 
   auto& getincomings() const {return blk2val;}  ///< 获取所有的基本块和对应的值
 
@@ -1042,12 +1080,10 @@ class UncondBrInst : public Instruction {
   friend class Function;
 
 protected:
-  UncondBrInst(BasicBlock *block, std::vector<Value *> args,
+  UncondBrInst(BasicBlock *block,
                BasicBlock *parent = nullptr)
       : Instruction(kBr, Type::getVoidType(), parent, "") {
-    // assert(block->getNumArguments() == args.size());
     addOperand(block);
-    addOperands(args);
   }
 
 public:
@@ -1055,6 +1091,16 @@ public:
   auto getArguments() const {
     return make_range(std::next(operand_begin()), operand_end());
   }
+  std::vector<BasicBlock *> getSuccessors() const {
+    std::vector<BasicBlock *> succs;
+    // 假设无条件分支的目标块是它的第一个操作数
+    if (getNumOperands() > 0) {
+      if (auto target_bb = dynamic_cast<BasicBlock *>(getOperand(0))) {
+        succs.push_back(target_bb);
+      }
+    }
+    return succs;
+  }
 
 }; // class UncondBrInst
 
@@ -1066,17 +1112,12 @@ class CondBrInst : public Instruction {
   friend class Function;
   
 protected:
-  CondBrInst(Value *condition, BasicBlock *thenBlock, BasicBlock *elseBlock,
-             const std::vector<Value *> &thenArgs,
-             const std::vector<Value *> &elseArgs, BasicBlock *parent = nullptr)
+  CondBrInst(Value *condition, BasicBlock *thenBlock, BasicBlock *elseBlock, 
+              BasicBlock *parent = nullptr)
       : Instruction(kCondBr, Type::getVoidType(), parent, "") {
-    // assert(thenBlock->getNumArguments() == thenArgs.size() and
-    //        elseBlock->getNumArguments() == elseArgs.size());
     addOperand(condition);
     addOperand(thenBlock);
     addOperand(elseBlock);
-    addOperands(thenArgs);
-    addOperands(elseArgs);
   }
 public:
   Value* getCondition() const { return getOperand(0); }
@@ -1086,36 +1127,46 @@ public:
   BasicBlock* getElseBlock() const {
     return dynamic_cast<BasicBlock *>(getOperand(2));
   }
-  // auto getThenArguments() const {
-  //   auto begin = std::next(operand_begin(), 3);
-  //   // auto end = std::next(begin, getThenBlock()->getNumArguments());
-  //   return make_range(begin, end);
-  // }
-  // auto getElseArguments() const {
-  //   auto begin =
-  //       std::next(operand_begin(), 3 + getThenBlock()->getNumArguments());
-  //   auto end = operand_end();
-  //   return make_range(begin, end);
-  // }
+  std::vector<BasicBlock *> getSuccessors() const {
+    std::vector<BasicBlock *> succs;
+    // 假设条件分支的真实块是第二个操作数，假块是第三个操作数
+    // 操作数通常是：[0] 条件值, [1] TrueTargetBlock, [2] FalseTargetBlock
+    if (getNumOperands() > 2) {
+      if (auto true_bb = getThenBlock()) {
+        succs.push_back(true_bb);
+      }
+      if (auto false_bb = getElseBlock()) {
+        succs.push_back(false_bb);
+      }
+    }
+    return succs;
+  }
 
 }; // class CondBrInst
 
+class UnreachableInst : public Instruction {
+public:
+  // 构造函数：设置指令类型为 kUnreachable
+  explicit UnreachableInst(const std::string& name, BasicBlock *parent = nullptr)
+      : Instruction(kUnreachable, Type::getVoidType(), parent, "") {}
+
+};
+
 //! Allocate memory for stack variables, used for non-global variable declartion
 class AllocaInst : public Instruction {
   friend class IRBuilder;
   friend class Function;
 protected:
-  AllocaInst(Type *type, const std::vector<Value *> &dims = {},
+  AllocaInst(Type *type,
              BasicBlock *parent = nullptr, const std::string &name = "")
       : Instruction(kAlloca, type, parent, name) {
-    addOperands(dims);
   }
 
 public:
-  
-  int getNumDims() const { return getNumOperands(); }
-  auto getDims() const { return getOperands(); }
-  Value* getDim(int index) { return getOperand(index); }
+  //! 获取分配的类型
+  Type* getAllocatedType() const {
+    return getType()->as<PointerType>()->getBaseType();
+  }  ///< 获取分配的类型
 
 }; // class AllocaInst
 
@@ -1162,21 +1213,15 @@ class LoadInst : public Instruction {
   friend class Function;
 
 protected:
-  LoadInst(Value *pointer, const std::vector<Value *> &indices = {},
+  LoadInst(Value *pointer,
            BasicBlock *parent = nullptr, const std::string &name = "")
       : Instruction(kLoad, pointer->getType()->as<PointerType>()->getBaseType(),
                     parent, name) {
     addOperand(pointer);
-    addOperands(indices);
   }
 
 public:
-  int getNumIndices() const { return getNumOperands() - 1; }
   Value* getPointer() const { return getOperand(0); }
-  auto getIndices() const {
-    return make_range(std::next(operand_begin()), operand_end());
-  }
-  Value* getIndex(int index) const { return getOperand(index + 1); }
   
 }; // class LoadInst
 
@@ -1187,22 +1232,15 @@ class StoreInst : public Instruction {
 
 protected:
   StoreInst(Value *value, Value *pointer,
-            const std::vector<Value *> &indices = {},
             BasicBlock *parent = nullptr, const std::string &name = "")
       : Instruction(kStore, Type::getVoidType(), parent, name) {
     addOperand(value);
     addOperand(pointer);
-    addOperands(indices);
   }
 
 public:
-  int getNumIndices() const { return getNumOperands() - 2; }
   Value* getValue() const { return getOperand(0); }
   Value* getPointer() const { return getOperand(1); }
-  auto getIndices() const {
-    return make_range(std::next(operand_begin(), 2), operand_end());
-  }
-  Value* getIndex(int index) const { return getOperand(index + 2); }
 
 }; // class StoreInst
 
@@ -1331,7 +1369,7 @@ protected:
 };
 
 //! Global value declared at file scope
-class GlobalValue : public User {
+class GlobalValue : public Value {
   friend class Module;
 
 protected:
@@ -1341,19 +1379,18 @@ protected:
 
 protected:
   GlobalValue(Module *parent, Type *type, const std::string &name,
-              const std::vector<Value *> &dims = {}, 
               ValueCounter init = {})
-      : User(type, name), parent(parent) {
+      : Value(type, name), parent(parent) {
     assert(type->isPointer());
-    addOperands(dims);
-    numDims = dims.size();
+    // 维度信息已经被记录到Type中，dim只是为了方便初始化
+    numDims = 0;
     if (init.size() == 0) {
       unsigned num = 1;
-      for (unsigned i = 0; i < numDims; i++) {
-        // Assume dims elements are ConstantInteger and cast appropriately
-        auto dim_val = dynamic_cast<ConstantInteger*>(dims[i]);
-        assert(dim_val && "GlobalValue dims must be constant integers");
-        num *= dim_val->getInt();
+      auto arrayType = type->as<ArrayType>();
+      while (arrayType) {
+        numDims++;
+        num *= arrayType->getNumElements();
+        arrayType = arrayType->getElementType()->as<ArrayType>();
       }
       if (dynamic_cast<PointerType *>(type)->getBaseType() == Type::getFloatType()) {
         init.push_back(ConstantFloating::get(0.0F), num); // Use new constant factory
@@ -1365,20 +1402,31 @@ protected:
   }
 
 public:
-  unsigned getNumDims() const  { return numDims; }                     ///< 获取维度数量
-  Value* getDim(unsigned index) const { return getOperand(index); }  ///< 获取位置为index的维度
-  auto getDims() const { return getOperands(); }                              ///< 获取维度列表
+  unsigned getNumIndices() const {
+    return numDims;
+  } ///< 获取维度数量
+  unsigned getIndex(unsigned index) const {
+    assert(index < getNumIndices() && "Index out of bounds for GlobalValue!");
+    Type *GlobalValueType = getType()->as<PointerType>()->getBaseType();
+    for (unsigned i = 0; i < index; i++) {
+      GlobalValueType = GlobalValueType->as<ArrayType>()->getElementType();
+    }
+    return GlobalValueType->as<ArrayType>()->getNumElements();
+  } ///< 获取维度大小(从第0个开始)
   Value* getByIndex(unsigned index) const  {
     return initValues.getValue(index);
   }  ///< 通过一维偏移量index获取初始值
-   Value* getByIndices(const std::vector<Value *> &indices) const  {
+  Value* getByIndices(const std::vector<Value *> &indices) const  {
     int index = 0;
+    Type *GlobalValueType = getType()->as<PointerType>()->getBaseType();
     for (size_t i = 0; i < indices.size(); i++) {
       // Ensure dims[i] and indices[i] are ConstantInteger and retrieve their values correctly
-      auto dim_val = dynamic_cast<ConstantInteger*>(getDim(i));
+      // GlobalValueType->as<ArrayType>()->getNumElements();
+      auto dim_val = GlobalValueType->as<ArrayType>()->getNumElements();
       auto idx_val = dynamic_cast<ConstantInteger*>(indices[i]);
       assert(dim_val && idx_val && "Dims and indices must be constant integers");
-      index = dim_val->getInt() * index + idx_val->getInt();
+      index = dim_val * index + idx_val->getInt();
+      GlobalValueType = GlobalValueType->as<ArrayType>()->getElementType();
     }
     return getByIndex(index);
   }  ///< 通过多维索引indices获取初始值
@@ -1386,7 +1434,7 @@ public:
 }; // class GlobalValue
 
 
-class ConstantVariable : public User {
+class ConstantVariable : public Value {
   friend class Module;
 
  protected:
@@ -1395,33 +1443,50 @@ class ConstantVariable : public User {
   ValueCounter initValues;  ///< 值
 
  protected:
-  ConstantVariable(Module *parent, Type *type, const std::string &name, const ValueCounter &init,
-                   const std::vector<Value *> &dims = {})
-      : User(type, name), parent(parent) {
+  ConstantVariable(Module *parent, Type *type, const std::string &name, const ValueCounter &init)
+      : Value(type, name), parent(parent) {
     assert(type->isPointer());
-    numDims = dims.size();
+    // numDims = dims.size();
+    numDims = 0;
+    if(type->as<PointerType>()->getBaseType()->isArray()) {
+      auto arrayType = type->as<ArrayType>();
+      while (arrayType) {
+        numDims++;
+        arrayType = arrayType->getElementType()->as<ArrayType>();
+      }
+    }
     initValues = init;
-    addOperands(dims);
   }
 
  public:
+  unsigned getNumIndices() const {
+    return numDims;
+  } ///< 获取索引数量
+  unsigned getIndex(unsigned index) const {
+    assert(index < getNumIndices() && "Index out of bounds for ConstantVariable!");
+    Type *ConstantVariableType = getType()->as<PointerType>()->getBaseType();
+    for (unsigned i = 0; i < index; i++) {
+      ConstantVariableType = ConstantVariableType->as<ArrayType>()->getElementType();
+    }
+    return ConstantVariableType->as<ArrayType>()->getNumElements();
+  } ///< 获取索引个数(从第0个开始)
   Value* getByIndex(unsigned index) const { return initValues.getValue(index); }  ///< 通过一维位置index获取值
   Value* getByIndices(const std::vector<Value *> &indices) const {
     int index = 0;
     // 计算偏移量
+    Type *ConstantVariableType = getType()->as<PointerType>()->getBaseType();
     for (size_t i = 0; i < indices.size(); i++) {
       // Ensure dims[i] and indices[i] are ConstantInteger and retrieve their values correctly
-      auto dim_val = dynamic_cast<ConstantInteger*>(getDim(i));
+      // ConstantVariableType->as<ArrayType>()->getNumElements();
+      auto dim_val = ConstantVariableType->as<ArrayType>()->getNumElements();
       auto idx_val = dynamic_cast<ConstantInteger*>(indices[i]);
       assert(dim_val && idx_val && "Dims and indices must be constant integers");
-      index = dim_val->getInt() * index + idx_val->getInt();
+      index = dim_val * index + idx_val->getInt();
+      ConstantVariableType = ConstantVariableType->as<ArrayType>()->getElementType();
     }
 
     return getByIndex(index);
   }                                                        ///< 通过多维索引indices获取初始值
-  unsigned getNumDims() const { return numDims; }  ///< 获取维度数量
-  Value* getDim(unsigned index) const { return getOperand(index); }  ///< 获取位置为index的维度
-  auto getDims() const { return getOperands(); }                              ///< 获取维度列表
   const ValueCounter& getInitValues() const { return initValues; }                           ///< 获取初始值
 };
 
@@ -1437,7 +1502,7 @@ class SymbolTable {
   SymbolTableNode *curNode{};                              ///< 当前所在的作用域(符号表节点)
   std::map<std::string, unsigned> variableIndex;           ///< 变量命名索引表
   std::vector<std::unique_ptr<GlobalValue>> globals;       ///< 全局变量列表
-  std::vector<std::unique_ptr<ConstantVariable>> consts;   ///< 常量列表
+  std::vector<std::unique_ptr<ConstantVariable>> globalconsts;   ///< 全局常量列表
   std::vector<std::unique_ptr<SymbolTableNode>> nodeList;  ///< 符号表节点列表
 
  public:
@@ -1446,7 +1511,7 @@ class SymbolTable {
   Value* getVariable(const std::string &name) const;  ///< 根据名字name以及当前作用域获取变量
   Value* addVariable(const std::string &name, Value *variable);               ///< 添加变量
   std::vector<std::unique_ptr<GlobalValue>>& getGlobals();                  ///< 获取全局变量列表
-  const std::vector<std::unique_ptr<ConstantVariable>>& getConsts() const;  ///< 获取常量列表
+  const std::vector<std::unique_ptr<ConstantVariable>>& getConsts() const;  ///< 获取全局常量列表
   void enterNewScope();                                                              ///< 进入新的作用域
   void leaveScope();                                                                 ///< 离开作用域
   bool isInGlobalScope() const;                                              ///< 是否位于全局作用域
@@ -1480,13 +1545,12 @@ class Module {
     return result.first->second.get();
   }  ///< 创建外部函数
   ///< 变量创建伴随着符号表的更新
-  GlobalValue* createGlobalValue(const std::string &name, Type *type, const std::vector<Value *> &dims = {},
-                         const ValueCounter &init = {}) {
+  GlobalValue* createGlobalValue(const std::string &name, Type *type, const ValueCounter &init = {}) {
     bool isFinished = variableTable.isCurNodeNull();
     if (isFinished) {
       variableTable.enterGlobalScope();
     }
-    auto result = variableTable.addVariable(name, new GlobalValue(this, type, name, dims, init));
+    auto result = variableTable.addVariable(name, new GlobalValue(this, type, name, init));
     if (isFinished) {
       variableTable.leaveScope();
     }
@@ -1495,9 +1559,8 @@ class Module {
     }
     return dynamic_cast<GlobalValue *>(result);
   }  ///< 创建全局变量
-  ConstantVariable* createConstVar(const std::string &name, Type *type, const ValueCounter &init,
-                      const std::vector<Value *> &dims = {}) {
-    auto result = variableTable.addVariable(name, new ConstantVariable(this, type, name, init, dims));
+  ConstantVariable* createConstVar(const std::string &name, Type *type, const ValueCounter &init) {
+    auto result = variableTable.addVariable(name, new ConstantVariable(this, type, name, init));
     if (result == nullptr) {
       return nullptr;
     }

src/include/midend/IRBuilder.h

@@ -239,31 +239,30 @@ class IRBuilder {
     block->getInstructions().emplace(position, inst);
     return inst;
   }  ///< 创建return指令
-  UncondBrInst * createUncondBrInst(BasicBlock *thenBlock, const std::vector<Value *> &args) {
-    auto inst = new UncondBrInst(thenBlock, args, block);
+  UncondBrInst * createUncondBrInst(BasicBlock *thenBlock) {
+    auto inst = new UncondBrInst(thenBlock, block);
     assert(inst);
     block->getInstructions().emplace(position, inst);
     return inst;
   }  ///< 创建无条件指令
-  CondBrInst * createCondBrInst(Value *condition, BasicBlock *thenBlock, BasicBlock *elseBlock,
-                        const std::vector<Value *> &thenArgs, const std::vector<Value *> &elseArgs) {
-    auto inst = new CondBrInst(condition, thenBlock, elseBlock, thenArgs, elseArgs, block);
+  CondBrInst * createCondBrInst(Value *condition, BasicBlock *thenBlock, BasicBlock *elseBlock) {
+    auto inst = new CondBrInst(condition, thenBlock, elseBlock, block);
     assert(inst);
     block->getInstructions().emplace(position, inst);
     return inst;
   }  ///< 创建条件跳转指令
-  AllocaInst * createAllocaInst(Type *type, const std::vector<Value *> &dims = {}, const std::string &name = "") {
-    auto inst = new AllocaInst(type, dims, block, name);
+  UnreachableInst * createUnreachableInst(const std::string &name = "") {
+    auto inst = new UnreachableInst(name, block);
+    assert(inst);
+    block->getInstructions().emplace(position, inst);
+    return inst;
+  }  ///< 创建不可达指令
+  AllocaInst * createAllocaInst(Type *type, const std::string &name = "") {
+    auto inst = new AllocaInst(type, block, name);
     assert(inst);
     block->getInstructions().emplace(position, inst);
     return inst;
   }  ///< 创建分配指令
-  AllocaInst * createAllocaInstWithoutInsert(Type *type, const std::vector<Value *> &dims = {}, BasicBlock *parent = nullptr,
-                                     const std::string &name = "") {
-    auto inst = new AllocaInst(type, dims, parent, name);
-    assert(inst);
-    return inst;
-  }  ///< 创建不插入指令列表的分配指令[仅用于phi指令]
   LoadInst * createLoadInst(Value *pointer, const std::vector<Value *> &indices = {}, const std::string &name = "") {
     std::string newName;
     if (name.empty()) {
@@ -275,7 +274,7 @@ class IRBuilder {
       newName = name;
     }
 
-    auto inst = new LoadInst(pointer, indices, block, newName);
+    auto inst = new LoadInst(pointer, block, newName);
     assert(inst);
     block->getInstructions().emplace(position, inst);
     return inst;
@@ -286,37 +285,27 @@ class IRBuilder {
     block->getInstructions().emplace(position, inst);
     return inst;
   }  ///< 创建memset指令
-  StoreInst * createStoreInst(Value *value, Value *pointer, const std::vector<Value *> &indices = {},
-                       const std::string &name = "") {
-    auto inst = new StoreInst(value, pointer, indices, block, name);
+  StoreInst * createStoreInst(Value *value, Value *pointer, const std::string &name = "") {
+    auto inst = new StoreInst(value, pointer, block, name);
     assert(inst);
     block->getInstructions().emplace(position, inst);
     return inst;
   }  ///< 创建store指令
   PhiInst * createPhiInst(Type *type, const std::vector<Value*> &vals = {}, const std::vector<BasicBlock*> &blks = {}, const std::string &name = "") {
-    auto inst = new PhiInst(type, vals, blks, block, name);
+    std::string newName;
+    if (name.empty()) {
+      std::stringstream ss;
+      ss << tmpIndex;
+      newName = ss.str();
+      tmpIndex++;
+    } else {
+      newName = name;
+    }
+    auto inst = new PhiInst(type, vals, blks, block, newName);
     assert(inst);
     block->getInstructions().emplace(block->begin(), inst);
     return inst;
   }  ///< 创建Phi指令
-  // GetElementPtrInst* createGetElementPtrInst(Value *basePointer,
-  //                                const std::vector<Value *> &indices = {},
-  //                                const std::string &name = "") {
-  //   std::string newName;
-  //   if (name.empty()) {
-  //     std::stringstream ss;
-  //     ss << tmpIndex;
-  //     newName = ss.str();
-  //     tmpIndex++;
-  //   } else {
-  //     newName = name;
-  //   }
-
-  //   auto inst = new GetElementPtrInst(basePointer, indices, block, newName);
-  //   assert(inst);
-  //   block->getInstructions().emplace(position, inst);
-  //   return inst;
-  // }
   /**
      * @brief 根据 LLVM 设计模式创建 GEP 指令。
      * 它会自动推断返回类型，无需手动指定。

src/include/midend/Pass/Analysis/Dom.h

@@ -16,17 +16,20 @@ public:
     const std::set<BasicBlock*>* getDominators(BasicBlock* BB) const;
     BasicBlock* getImmediateDominator(BasicBlock* BB) const;
     const std::set<BasicBlock*>* getDominanceFrontier(BasicBlock* BB) const;
+    const std::set<BasicBlock*>* getDominatorTreeChildren(BasicBlock* BB) const;
     const std::map<BasicBlock*, std::set<BasicBlock*>>& getDominatorsMap() const { return Dominators; }
     const std::map<BasicBlock*, BasicBlock*>& getIDomsMap() const { return IDoms; }
     const std::map<BasicBlock*, std::set<BasicBlock*>>& getDominanceFrontiersMap() const { return DominanceFrontiers; }
     void computeDominators(Function* F);
     void computeIDoms(Function* F);
     void computeDominanceFrontiers(Function* F);
+    void computeDominatorTreeChildren(Function* F);
 private:
     Function* AssociatedFunction;
     std::map<BasicBlock*, std::set<BasicBlock*>> Dominators;
     std::map<BasicBlock*, BasicBlock*> IDoms;
     std::map<BasicBlock*, std::set<BasicBlock*>> DominanceFrontiers;
+    std::map<BasicBlock*, std::set<BasicBlock*>> DominatorTreeChildren;
 };
 
 

src/include/midend/Pass/Optimize/Mem2Reg.h

@@ -0,0 +1,118 @@
+#pragma once
+
+#include "Pass.h" // 包含Pass的基类定义
+#include "IR.h"   // 包含IR相关的定义，如Instruction, Function, BasicBlock, AllocaInst, LoadInst, StoreInst, PhiInst等
+#include "Dom.h"  // 假设支配树分析的头文件，提供 DominatorTreeAnalysisResult
+#include <vector>
+#include <unordered_map>
+#include <unordered_set>
+#include <queue>
+#include <stack> // 用于变量重命名阶段的SSA值栈
+
+namespace sysy {
+
+// 前向声明分析结果类，确保在需要时可以引用
+class DominatorTree;
+
+// Mem2RegContext 类，封装 mem2reg 遍的核心逻辑和状态
+// 这样可以避免静态变量在多线程或多次运行时的冲突，并保持代码的模块化
+class Mem2RegContext {
+public:
+
+    Mem2RegContext(IRBuilder *builder) : builder(builder) {}
+    // 运行 mem2reg 优化的主要方法
+    // func: 当前要优化的函数
+    // tp: 分析管理器，用于获取支配树等分析结果
+    void run(Function* func, AnalysisManager* tp);
+
+private:
+    IRBuilder *builder; // IR 构建器，用于插入指令
+    // 存储所有需要被提升的 AllocaInst
+    std::vector<AllocaInst*> promotableAllocas;
+
+    // 存储每个 AllocaInst 对应的 Phi 指令列表
+    // 键是 AllocaInst，值是该 AllocaInst 在各个基本块中插入的 Phi 指令的列表
+    // (实际上，一个 AllocaInst 在一个基本块中只会有一个 Phi)
+    std::unordered_map<AllocaInst*, std::unordered_map<BasicBlock*, PhiInst*>> allocaToPhiMap;
+
+    // 存储每个 AllocaInst 对应的当前活跃 SSA 值栈
+    // 用于在变量重命名阶段追踪每个 AllocaInst 在不同控制流路径上的最新值
+    std::unordered_map<AllocaInst*, std::stack<Value*>> allocaToValueStackMap;
+
+    // 辅助映射，存储每个 AllocaInst 的所有 store 指令
+    std::unordered_map<AllocaInst*, std::unordered_set<StoreInst*>> allocaToStoresMap;
+
+    // 辅助映射，存储每个 AllocaInst 对应的定义基本块（包含 store 指令的块）
+    std::unordered_map<AllocaInst*, std::unordered_set<BasicBlock*>> allocaToDefBlocksMap;
+
+    // 支配树分析结果，用于 Phi 插入和变量重命名
+    DominatorTree* dt;
+
+    // --------------------------------------------------------------------
+    // 阶段1: 识别可提升的 AllocaInst
+    // --------------------------------------------------------------------
+
+    // 判断一个 AllocaInst 是否可以被提升到寄存器
+    // alloca: 要检查的 AllocaInst
+    // 返回值: 如果可以提升，则为 true，否则为 false
+    bool isPromotableAlloca(AllocaInst* alloca);
+
+    // 收集所有对给定 AllocaInst 进行存储的 StoreInst
+    // alloca: 目标 AllocaInst
+    void collectStores(AllocaInst* alloca);
+
+    // --------------------------------------------------------------------
+    // 阶段2: 插入 Phi 指令 (Phi Insertion)
+    // --------------------------------------------------------------------
+
+    // 为给定的 AllocaInst 插入必要的 Phi 指令
+    // alloca: 目标 AllocaInst
+    // defBlocks: 包含对该 AllocaInst 进行 store 操作的基本块集合
+    void insertPhis(AllocaInst* alloca, const std::unordered_set<BasicBlock*>& defBlocks);
+
+    // --------------------------------------------------------------------
+    // 阶段3: 变量重命名 (Variable Renaming)
+    // --------------------------------------------------------------------
+
+    // 对支配树进行深度优先遍历，重命名变量并替换 load/store 指令
+    // alloca: 当前正在处理的 AllocaInst
+    // currentBB: 当前正在遍历的基本块
+    // dt: 支配树分析结果
+    // valueStack: 存储当前 AllocaInst 在当前路径上可见的 SSA 值栈
+    void renameVariables(AllocaInst* alloca, BasicBlock* currentBB);
+
+    // --------------------------------------------------------------------
+    // 阶段4: 清理
+    // --------------------------------------------------------------------
+
+    // 删除所有原始的 AllocaInst、LoadInst 和 StoreInst
+    void cleanup();
+};
+
+// Mem2Reg 优化遍类，继承自 OptimizationPass
+// 粒度为 Function，表示它在每个函数上独立运行
+class Mem2Reg : public OptimizationPass {
+private:
+    IRBuilder *builder;
+
+public:
+    // 构造函数
+    Mem2Reg(IRBuilder *builder) : OptimizationPass("Mem2Reg", Granularity::Function), builder(builder) {}
+
+    // 静态成员，作为该遍的唯一ID
+    static void *ID;
+
+    // 运行在函数上的优化逻辑
+    // F: 当前要优化的函数
+    // AM: 分析管理器，用于获取支配树等分析结果，或使分析结果失效
+    // 返回值: 如果IR被修改，则为true，否则为false
+    bool runOnFunction(Function *F, AnalysisManager& AM) override;
+
+    // 声明该遍的分析依赖和失效信息
+    // analysisDependencies: 该遍运行前需要哪些分析结果
+    // analysisInvalidations: 该遍运行后会使哪些分析结果失效
+    void getAnalysisUsage(std::set<void *> &analysisDependencies, std::set<void *> &analysisInvalidations) const override;
+    void *getPassID() const override { return &ID; }
+};
+
+} // namespace sysy

src/include/midend/Pass/Optimize/Reg2Mem.h

@@ -0,0 +1,59 @@
+#pragma once
+
+#include "IR.h"
+#include "IRBuilder.h" // 你的 IR Builder
+#include "Liveness.h"
+#include "Dom.h"
+#include "Pass.h"      // 你的 Pass 框架基类
+#include <iostream>    // 调试用
+#include <map>         // 用于 Value 到 AllocaInst 的映射
+#include <set>         // 可能用于其他辅助集合
+#include <string>
+#include <vector>
+
+namespace sysy {
+
+class Reg2MemContext {
+public:
+  Reg2MemContext(IRBuilder *b) : builder(b) {}
+
+  // 运行 Reg2Mem 优化
+  void run(Function *func);
+
+private:
+  IRBuilder *builder; // IR 构建器
+
+  // 存储 SSA Value 到对应的 AllocaInst 的映射
+  // 只有那些需要被"溢出"到内存的 SSA 值才会被记录在这里
+  std::map<Value *, AllocaInst *> valueToAllocaMap;
+
+  // 辅助函数：
+  // 1. 识别并为 SSA Value 分配 AllocaInst
+  void allocateMemoryForSSAValues(Function *func);
+
+  // 2. 将 SSA 值的使用替换为 Load/Store
+  void insertLoadsAndStores(Function *func);
+
+  // 3. 处理 Phi 指令，将其转换为 Load/Store
+  void rewritePhis(Function *func);
+
+  // 4. 清理 (例如，可能删除不再需要的 Phi 指令)
+  void cleanup(Function *func);
+
+  // 判断一个 Value 是否是 AllocaInst 可以为其分配内存的目标
+  // 通常指非指针类型的Instruction结果和Argument
+  bool isPromotableToMemory(Value *val);
+};
+
+class Reg2Mem : public OptimizationPass {
+private:
+  IRBuilder *builder; ///< IR构建器，用于插入指令
+public:
+  static void *ID; ///< Pass的唯一标识符
+  Reg2Mem(IRBuilder* builder) : OptimizationPass("Reg2Mem", Pass::Granularity::Function), builder(builder) {}
+  bool runOnFunction(Function *F, AnalysisManager &AM) override;
+  void getAnalysisUsage(std::set<void *> &analysisDependencies, std::set<void *> &analysisInvalidations) const override;
+  void *getPassID() const override { return &ID; } ///< 获取 Pass ID
+};
+
+} // namespace sysy

src/include/midend/Pass/Optimize/SCCP.h

@@ -0,0 +1,139 @@
+#pragma once
+
+#include "IR.h"
+#include "Pass.h"
+#include "SysYIROptUtils.h"
+#include <cassert>
+#include <iostream>
+#include <map>
+#include <queue>
+#include <set>
+#include <unordered_set>
+#include <vector>
+#include <variant>
+#include <functional>
+
+namespace sysy {
+
+// 定义三值格 (Three-valued Lattice) 的状态
+enum class LatticeVal {
+  Top,      // ⊤ (未知 / 未初始化)
+  Constant, // c (常量)
+  Bottom    // ⊥ (不确定 / 变化 / 未定义)
+};
+
+// 新增枚举来区分常量的实际类型
+enum class ValueType {
+  Integer,
+  Float,
+  Unknown // 用于 Top 和 Bottom 状态
+};
+
+// 用于表示 SSA 值的具体状态（包含格值和常量值）
+struct SSAPValue {
+  LatticeVal state;
+  std::variant<int, float> constantVal; // 使用 std::variant 存储 int 或 float
+  ValueType constant_type; // 记录常量是整数还是浮点数
+
+  // 默认构造函数，初始化为 Top
+  SSAPValue() : state(LatticeVal::Top), constantVal(0), constant_type(ValueType::Unknown) {}
+  // 构造函数，用于创建 Bottom 状态
+  SSAPValue(LatticeVal s) : state(s), constantVal(0), constant_type(ValueType::Unknown) {
+    assert((s == LatticeVal::Top || s == LatticeVal::Bottom) && "SSAPValue(LatticeVal) only for Top/Bottom");
+  }
+  // 构造函数，用于创建 int Constant 状态
+  SSAPValue(int c) : state(LatticeVal::Constant), constantVal(c), constant_type(ValueType::Integer) {}
+  // 构造函数，用于创建 float Constant 状态
+  SSAPValue(float c) : state(LatticeVal::Constant), constantVal(c), constant_type(ValueType::Float) {}
+
+  // 比较操作符，用于判断状态是否改变
+  bool operator==(const SSAPValue &other) const {
+    if (state != other.state)
+      return false;
+    if (state == LatticeVal::Constant) {
+        if (constant_type != other.constant_type) return false; // 类型必须匹配
+        return constantVal == other.constantVal; // std::variant 会比较内部值
+    }
+    return true; // Top == Top, Bottom == Bottom
+  }
+  bool operator!=(const SSAPValue &other) const { return !(*this == other); }
+};
+
+// SCCP 上下文类，持有每个函数运行时的状态
+class SCCPContext {
+private:
+  IRBuilder *builder; // IR 构建器，用于插入指令和创建常量
+
+  // 工作列表
+  // 存储需要重新评估的指令
+  std::queue<Instruction *> instWorkList;
+  // 存储需要重新评估的控制流边 (pair: from_block, to_block)
+  std::queue<std::pair<BasicBlock *, BasicBlock *>> edgeWorkList;
+
+  // 格值映射：SSA Value 到其当前状态
+  std::map<Value *, SSAPValue> valueState;
+  // 可执行基本块集合
+  std::unordered_set<BasicBlock *> executableBlocks;
+  // 追踪已访问的CFG边，防止重复添加，使用 SysYIROptUtils::PairHash
+  std::unordered_set<std::pair<BasicBlock*, BasicBlock*>, SysYIROptUtils::PairHash> visitedCFGEdges;
+
+  // 辅助函数：格操作 Meet
+  SSAPValue Meet(const SSAPValue &a, const SSAPValue &b);
+  // 辅助函数：获取值的当前状态，如果不存在则默认为 Top
+  SSAPValue GetValueState(Value *v);
+  // 辅助函数：更新值的状态，如果状态改变，将所有用户加入指令工作列表
+  void UpdateState(Value *v, SSAPValue newState);
+  // 辅助函数：将边加入边工作列表，并更新可执行块
+  void AddEdgeToWorkList(BasicBlock *fromBB, BasicBlock *toBB);
+  // 辅助函数：标记一个块为可执行
+  void MarkBlockExecutable(BasicBlock* block);
+
+  // 辅助函数：对二元操作进行常量折叠
+  SSAPValue ComputeConstant(BinaryInst *binaryinst, SSAPValue lhsVal, SSAPValue rhsVal);
+  // 辅助函数：对一元操作进行常量折叠
+  SSAPValue ComputeConstant(UnaryInst *unaryInst, SSAPValue operandVal);
+
+  // 主要优化阶段
+  // 阶段1: 常量传播与折叠
+  bool PropagateConstants(Function *func);
+  // 阶段2: 控制流简化
+  bool SimplifyControlFlow(Function *func);
+
+  // 辅助函数：处理单条指令
+  void ProcessInstruction(Instruction *inst);
+  // 辅助函数：处理单条控制流边
+  void ProcessEdge(const std::pair<BasicBlock *, BasicBlock *> &edge);
+
+  // 控制流简化辅助函数
+  // 查找所有可达的基本块 (基于常量条件)
+  std::unordered_set<BasicBlock *> FindReachableBlocks(Function *func);
+  // 移除死块
+  void RemoveDeadBlock(BasicBlock *bb, Function *func);
+  // 简化分支（将条件分支替换为无条件分支）
+  void SimplifyBranch(CondBrInst*brInst, bool condVal); // 保持 BranchInst
+  // 更新前驱块的终结指令（当一个后继块被移除时）
+  void UpdateTerminator(BasicBlock *predBB, BasicBlock *removedSucc);
+  // 移除 Phi 节点的入边（当其前驱块被移除时）
+  void RemovePhiIncoming(BasicBlock *phiParentBB, BasicBlock *removedPred);
+
+public:
+  SCCPContext(IRBuilder *builder) : builder(builder) {}
+
+  // 运行 SCCP 优化
+  void run(Function *func, AnalysisManager &AM);
+};
+
+// SCCP 优化遍类，继承自 OptimizationPass
+class SCCP : public OptimizationPass {
+private:
+  IRBuilder *builder; // IR 构建器，作为 Pass 的成员，传入 Context
+
+public:
+  SCCP(IRBuilder *builder) : OptimizationPass("SCCP", Granularity::Function), builder(builder) {}
+  static void *ID;
+  bool runOnFunction(Function *F, AnalysisManager &AM) override;
+  void getAnalysisUsage(std::set<void *> &analysisDependencies, std::set<void *> &analysisInvalidations) const override;
+  void *getPassID() const override { return &ID; }
+};
+
+} // namespace sysy

src/include/midend/Pass/Optimize/SysYIROptUtils.h

@@ -0,0 +1,119 @@
+#pragma once
+
+#include "IR.h"
+
+extern int DEBUG;
+namespace sysy {
+
+// 优化工具类，包含一些通用的优化方法
+// 这些方法可以在不同的优化 pass 中复用
+// 例如：删除use关系,判断是否是全局变量等
+class SysYIROptUtils{
+
+public:
+  struct PairHash {
+      template <class T1, class T2>
+      std::size_t operator () (const std::pair<T1, T2>& p) const {
+          auto h1 = std::hash<T1>{}(p.first);
+          auto h2 = std::hash<T2>{}(p.second);
+
+          // 简单的组合哈希值，可以更复杂以减少冲突
+          // 使用 boost::hash_combine 的简化版本
+          return h1 ^ (h2 << 1); 
+      }
+  };
+
+  static void RemoveUserOperandUses(User *user) {
+    if (!user) {
+        return;
+    }
+
+    // 遍历 User 的 operands 列表。
+    // 由于 operands 是 protected 成员，我们需要一个临时方法来访问它，
+    // 或者在 User 类中添加一个 friend 声明。
+    // 假设 User 内部有一个像 getOperands() 这样的公共方法返回 operands 的引用，
+    // 或者将 SysYIROptUtils 声明为 User 的 friend。
+    // 为了示例，我将假设可以直接访问 user->operands 或通过一个getter。
+    // 如果无法直接访问，请在 IR.h 的 User 类中添加：
+    // public: const std::vector<std::shared_ptr<Use>>& getOperands() const { return operands; }
+
+    // 迭代 copies of shared_ptr to avoid issues if removeUse modifies the list
+    // (though remove should handle it, iterating a copy is safer or reverse iteration).
+    // Since we'll clear the vector at the end, iterating forward is fine.
+    for (const auto& use_ptr : user->getOperands()) { // 假设 getOperands() 可用
+        if (use_ptr) {
+            Value *val = use_ptr->getValue(); // 获取 Use 指向的 Value (如 AllocaInst)
+            if (val) {
+                val->removeUse(use_ptr); // 通知 Value 从其 uses 列表中移除此 Use 关系
+            }
+        }
+    }
+    // 清空 User 的 operands 向量。这会递减 User 持有的 shared_ptr<Use> 的引用计数。
+    // 当引用计数降为 0 时，Use 对象本身将被销毁。
+    // User::operands.clear(); // 这个步骤会在 Instruction 的析构函数中自动完成，因为它是 vector 成员
+                             // 或者我们可以在 User::removeOperand 方法中确保 Use 对象从 operands 中移除。
+                             // 实际上，只要 Value::removeUse(use_ptr) 被调用了，
+                             // 当 Instruction 所在的 unique_ptr 销毁时，它的 operands vector 也会被销毁。
+                             // 所以这里不需要显式 clear()
+  }
+  static void usedelete(Instruction *inst) {
+    assert(inst && "Instruction to delete cannot be null.");
+    BasicBlock *parentBlock = inst->getParent();
+    assert(parentBlock && "Instruction must have a parent BasicBlock to be deleted.");
+
+    // 步骤1: 处理所有使用者，将他们从使用 inst 变为使用 UndefinedValue
+    // 这将清理 inst 作为 Value 时的 uses 列表
+    if (!inst->getUses().empty()) {
+        inst->replaceAllUsesWith(UndefinedValue::get(inst->getType()));
+    }
+
+    // 步骤2: 清理 inst 作为 User 时的操作数关系
+    // 通知 inst 所使用的所有 Value (如 AllocaInst)，移除对应的 Use 关系。
+    // 这里的 inst 实际上是一个 User*，所以可以安全地向下转型。
+    RemoveUserOperandUses(static_cast<User*>(inst));
+
+    // 步骤3: 物理删除指令
+    // 这会导致 Instruction 对象的 unique_ptr 销毁，从而调用其析构函数链。
+    parentBlock->removeInst(inst);
+}
+
+  static BasicBlock::iterator usedelete(BasicBlock::iterator inst_it) {
+    Instruction *inst_to_delete = inst_it->get();
+    BasicBlock *parentBlock = inst_to_delete->getParent();
+    assert(parentBlock && "Instruction must have a parent BasicBlock for iterator deletion.");
+
+    // 步骤1: 处理所有使用者
+    if (!inst_to_delete->getUses().empty()) {
+        inst_to_delete->replaceAllUsesWith(UndefinedValue::get(inst_to_delete->getType()));
+    }
+
+    // 步骤2: 清理操作数关系
+    RemoveUserOperandUses(static_cast<User*>(inst_to_delete));
+
+    // 步骤3: 物理删除指令并返回下一个迭代器
+    return parentBlock->removeInst(inst_it);
+}
+
+  // 判断是否是全局变量
+  static bool isGlobal(Value *val) {
+    auto gval = dynamic_cast<GlobalValue *>(val);
+    return gval != nullptr;
+  }
+  // 判断是否是数组
+  static bool isArr(Value *val) {
+    auto aval = dynamic_cast<AllocaInst *>(val);
+    // 如果是 AllocaInst 且通过Type::isArray()判断为数组类型
+    return aval && aval->getType()->as<PointerType>()->getBaseType()->isArray();
+  }
+  // 判断是否是指向数组的指针
+  static bool isArrPointer(Value *val) {
+    auto aval = dynamic_cast<AllocaInst *>(val);
+    // 如果是 AllocaInst 且通过Type::isPointer()判断为指针;
+    auto baseType = aval->getType()->as<PointerType>()->getBaseType();
+    // 在sysy中，函数的数组参数会退化成指针
+    // 所以当AllocaInst的basetype是PointerType时（一维数组）或者是指向ArrayType的PointerType（多位数组）时，返回true
+    return aval && (baseType->isPointer() || baseType->as<PointerType>()->getBaseType()->isArray());
+  }
+};
+
+}// namespace sysy

src/include/midend/Pass/Pass.h

@@ -11,6 +11,8 @@
 #include "IR.h"
 #include "IRBuilder.h"
 
+extern int DEBUG; // 全局调试标志
+
 namespace sysy {
 
 //前向声明
@@ -149,6 +151,9 @@ public:
     }
     AnalysisPass *analysisPass = static_cast<AnalysisPass *>(basePass.get());
 
+    if(DEBUG){
+      std::cout << "Running Analysis Pass: " << analysisPass->getName() << "\n";
+    }
     // 根据分析遍的粒度处理
     switch (analysisPass->getGranularity()) {
       case Pass::Granularity::Module: {
@@ -292,6 +297,9 @@ public:
   AnalysisManager &getAnalysisManager() { return analysisManager; }
 
   void clearPasses();
+  
+  // 输出pass列表并打印IR信息供观察优化遍效果
+  void printPasses() const;
 };
 
 // ======================================================================

src/include/midend/SysYIRPrinter.h

@@ -15,6 +15,7 @@ public:
 public:
     void printIR();
     void printGlobalVariable();
+    void printGlobalConstant();
     
 
 public:
@@ -22,6 +23,8 @@ public:
     static void printInst(Instruction *pInst);
     static void printType(Type *type);
     static void printValue(Value *value);
+    static void printBlock(BasicBlock *block);
+    static std::string getBlockName(BasicBlock *block);
     static std::string getOperandName(Value *operand);
     static std::string getTypeString(Type *type);
     static std::string getValueName(Value *value);

src/midend/CMakeLists.txt

@@ -0,0 +1,24 @@
+# src/midend/CMakeLists.txt
+add_library(midend_lib STATIC
+    IR.cpp
+    SysYIRGenerator.cpp
+    SysYIRPrinter.cpp
+    Pass/Pass.cpp
+    Pass/Analysis/Dom.cpp
+    Pass/Analysis/Liveness.cpp
+    Pass/Optimize/DCE.cpp
+    Pass/Optimize/Mem2Reg.cpp
+    Pass/Optimize/Reg2Mem.cpp
+    Pass/Optimize/SysYIRCFGOpt.cpp
+    Pass/Optimize/SCCP.cpp
+)
+
+# 包含中端模块所需的头文件路径
+target_include_directories(midend_lib PUBLIC
+    ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../include/midend            # 中端顶层头文件
+    ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../include/midend/Pass       # 增加 Pass 头文件路径
+    ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../include/midend/Pass/Analysis # 增加 Pass/Analysis 头文件路径
+    ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../include/midend/Pass/Optimize # 增加 Pass/Optimize 头文件路径
+    ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../include/frontend          # 增加 frontend 头文件路径 (已存在)
+    ${ANTLR_RUNTIME}/runtime/src # ANTLR运行时库头文件
+)

src/midend/IR.cpp

@@ -227,12 +227,13 @@ Function * Function::clone(const std::string &suffix) const  {
           auto oldAllocInst = dynamic_cast<AllocaInst *>(value);
           if (oldAllocInst != nullptr) {
             std::vector<Value *> dims;
-            for (const auto &dim : oldAllocInst->getDims()) {
-              dims.emplace_back(dim->getValue());
-            }
+            // TODO: 这里的dims用type推断
+            // for (const auto &dim : oldAllocInst->getDims()) {
+            //   dims.emplace_back(dim->getValue());
+            // }
             ss << oldAllocInst->getName() << suffix;
             auto newAllocInst =
-                new AllocaInst(oldAllocInst->getType(), dims, oldNewBlockMap.at(oldAllocInst->getParent()), ss.str());
+                new AllocaInst(oldAllocInst->getType(), oldNewBlockMap.at(oldAllocInst->getParent()), ss.str());
             ss.str("");
             oldNewValueMap.emplace(oldAllocInst, newAllocInst);
             if (isAddedToCreate.find(oldAllocInst) == isAddedToCreate.end()) {
@@ -252,12 +253,13 @@ Function * Function::clone(const std::string &suffix) const  {
         if (oldNewValueMap.find(inst.get()) == oldNewValueMap.end()) {
           auto oldAllocInst = dynamic_cast<AllocaInst *>(inst.get());
           std::vector<Value *> dims;
-          for (const auto &dim : oldAllocInst->getDims()) {
-            dims.emplace_back(dim->getValue());
-          }
+          // TODO: 这里的dims用type推断
+          // for (const auto &dim : oldAllocInst->getDims()) {
+          //   dims.emplace_back(dim->getValue());
+          // }
           ss << oldAllocInst->getName() << suffix;
           auto newAllocInst =
-              new AllocaInst(oldAllocInst->getType(), dims, oldNewBlockMap.at(oldAllocInst->getParent()), ss.str());
+              new AllocaInst(oldAllocInst->getType(), oldNewBlockMap.at(oldAllocInst->getParent()), ss.str());
           ss.str("");
           oldNewValueMap.emplace(oldAllocInst, newAllocInst);
           if (isAddedToCreate.find(oldAllocInst) == isAddedToCreate.end()) {
@@ -422,7 +424,7 @@ Function * Function::clone(const std::string &suffix) const  {
         Value *newCond;
         newCond = oldNewValueMap.at(oldCond);
         auto newCondBrInst = new CondBrInst(newCond, oldNewBlockMap.at(oldCondBrInst->getThenBlock()),
-                                            oldNewBlockMap.at(oldCondBrInst->getElseBlock()), {}, {},
+                                            oldNewBlockMap.at(oldCondBrInst->getElseBlock()),
                                             oldNewBlockMap.at(oldCondBrInst->getParent()));
         oldNewValueMap.emplace(oldCondBrInst, newCondBrInst);
         break;
@@ -431,7 +433,7 @@ Function * Function::clone(const std::string &suffix) const  {
       case Instruction::kBr: {
         auto oldBrInst = dynamic_cast<UncondBrInst *>(inst);
         auto newBrInst =
-            new UncondBrInst(oldNewBlockMap.at(oldBrInst->getBlock()), {}, oldNewBlockMap.at(oldBrInst->getParent()));
+            new UncondBrInst(oldNewBlockMap.at(oldBrInst->getBlock()), oldNewBlockMap.at(oldBrInst->getParent()));
         oldNewValueMap.emplace(oldBrInst, newBrInst);
         break;
       }
@@ -460,11 +462,12 @@ Function * Function::clone(const std::string &suffix) const  {
         newPointer = oldNewValueMap.at(oldPointer);
 
         std::vector<Value *> newIndices;
-        for (const auto &index : oldLoadInst->getIndices()) {
-          newIndices.emplace_back(oldNewValueMap.at(index->getValue()));
-        }
+        // for (const auto &index : oldLoadInst->getIndices()) {
+        //   newIndices.emplace_back(oldNewValueMap.at(index->getValue()));
+        // }
         ss << oldLoadInst->getName() << suffix;
-        auto newLoadInst = new LoadInst(newPointer, newIndices, oldNewBlockMap.at(oldLoadInst->getParent()), ss.str());
+        // TODO : 这里的newLoadInst的类型需要根据oldLoadInst的类型来推断
+        auto newLoadInst = new LoadInst(newPointer, oldNewBlockMap.at(oldLoadInst->getParent()), ss.str());
         ss.str("");
         oldNewValueMap.emplace(oldLoadInst, newLoadInst);
         break;
@@ -479,10 +482,11 @@ Function * Function::clone(const std::string &suffix) const  {
         std::vector<Value *> newIndices;
         newPointer = oldNewValueMap.at(oldPointer);
         newValue = oldNewValueMap.at(oldValue);
-        for (const auto &index : oldStoreInst->getIndices()) {
-          newIndices.emplace_back(oldNewValueMap.at(index->getValue()));
-        }
-        auto newStoreInst = new StoreInst(newValue, newPointer, newIndices,
+        // TODO: 这里的newIndices需要根据oldStoreInst的类型来推断
+        // for (const auto &index : oldStoreInst->getIndices()) {
+        //   newIndices.emplace_back(oldNewValueMap.at(index->getValue()));
+        // }
+        auto newStoreInst = new StoreInst(newValue, newPointer,
                                           oldNewBlockMap.at(oldStoreInst->getParent()), oldStoreInst->getName());
         oldNewValueMap.emplace(oldStoreInst, newStoreInst);
         break;
@@ -565,7 +569,7 @@ void User::replaceOperand(unsigned index, Value *value) {
  * phi相关函数
  */
 
- Value* PhiInst::getvalfromBlk(BasicBlock* blk){
+Value* PhiInst::getvalfromBlk(BasicBlock* blk){
   refreshB2VMap();
   if( blk2val.find(blk) != blk2val.end()) {
     return blk2val.at(blk);
@@ -615,11 +619,13 @@ void PhiInst::delBlk(BasicBlock* blk){
 
 void PhiInst::replaceBlk(BasicBlock* newBlk, unsigned k){
   refreshB2VMap();
-  Value* val = blk2val.at(getBlock(k));
+  BasicBlock* oldBlk = getBlock(k);
+  Value* val = blk2val.at(oldBlk);
+  // Value* val = blk2val.at(getBlock(k));
   // 替换基本块
   setOperand(2 * k + 1, newBlk);
   // 替换blk2val映射
-  blk2val.erase(getBlock(k));
+  blk2val.erase(oldBlk);
   blk2val.emplace(newBlk, val);
 }
 
@@ -652,6 +658,7 @@ Function * CallInst::getCallee() const { return dynamic_cast<Function *>(getOper
 
 /**
  * 获取变量指针
+ * 如果在当前作用域或父作用域中找到变量，则返回该变量的指针，否则返回nullptr
  */
 auto SymbolTable::getVariable(const std::string &name) const -> Value * {
   auto node = curNode;
@@ -688,7 +695,7 @@ auto SymbolTable::addVariable(const std::string &name, Value *variable) -> Value
     if (global != nullptr) {
       globals.emplace_back(global);
     } else if (constvar != nullptr) {
-      consts.emplace_back(constvar);
+      globalconsts.emplace_back(constvar);
     }
 
     result = variable;
@@ -703,7 +710,7 @@ auto SymbolTable::getGlobals() -> std::vector<std::unique_ptr<GlobalValue>> & {
 /**
  *  获取常量
  */
-auto SymbolTable::getConsts() const -> const std::vector<std::unique_ptr<ConstantVariable>> & { return consts; }
+auto SymbolTable::getConsts() const -> const std::vector<std::unique_ptr<ConstantVariable>> & { return globalconsts; }
 /**
  * 进入新的作用域
  */

src/midend/Pass/Analysis/Dom.cpp

@@ -38,6 +38,14 @@ const std::set<BasicBlock *> *DominatorTree::getDominanceFrontier(BasicBlock *BB
   return nullptr;
 }
 
+const std::set<BasicBlock*>* DominatorTree::getDominatorTreeChildren(BasicBlock* BB) const {
+    auto it = DominatorTreeChildren.find(BB);
+    if (it != DominatorTreeChildren.end()) {
+        return &(it->second);
+    }
+    return nullptr;
+}
+
 void DominatorTree::computeDominators(Function *F) {
   // 经典的迭代算法计算支配者集合
   // TODO: 可以替换为更高效的算法，如 Lengauer-Tarjan 算法
@@ -159,6 +167,19 @@ void DominatorTree::computeDominanceFrontiers(Function *F) {
   }
 }
 
+void DominatorTree::computeDominatorTreeChildren(Function *F) {
+  for (auto &bb_ptr : F->getBasicBlocks()) {
+    BasicBlock *B = bb_ptr.get();
+    auto it = getImmediateDominator(B);
+    if (it != nullptr) {
+      BasicBlock *A = it;
+      if (A) {
+        DominatorTreeChildren[A].insert(B);
+      }
+    }
+  }
+}
+
 // ==============================================================
 // DominatorTreeAnalysisPass 的实现
 // ==============================================================
@@ -169,6 +190,7 @@ bool DominatorTreeAnalysisPass::runOnFunction(Function* F, AnalysisManager &AM)
   CurrentDominatorTree->computeDominators(F);
   CurrentDominatorTree->computeIDoms(F);
   CurrentDominatorTree->computeDominanceFrontiers(F);
+  CurrentDominatorTree->computeDominatorTreeChildren(F);
   return false;
 }
 

src/midend/Pass/Optimize/DCE.cpp

@@ -51,10 +51,8 @@ void DCEContext::run(Function *func, AnalysisManager *AM, bool &changed) {
       // 如果指令不在活跃集合中，则删除它。
       // 分支和返回指令由 isAlive 处理，并会被保留。
       if (alive_insts.count(currentInst) == 0) {
-        // 删除指令，保留用户风格的 SysYIROptUtils::usedelete 和 erase
+        instIter =  SysYIROptUtils::usedelete(instIter); // 删除后返回下一个迭代器
         changed = true; // 标记 IR 已被修改
-        SysYIROptUtils::usedelete(currentInst);
-        instIter = basicBlock->getInstructions().erase(instIter); // 删除后返回下一个迭代器
       } else {
         ++instIter; // 指令活跃，移动到下一个
       }

src/midend/Pass/Optimize/Mem2Reg.cpp

@@ -0,0 +1,392 @@
+#include "Mem2Reg.h" // 包含 Mem2Reg 遍的头文件
+#include "Dom.h"     // 包含支配树分析的头文件
+#include "Liveness.h"
+#include "IR.h"      // 包含 IR 相关的定义
+#include "SysYIROptUtils.h"
+#include <cassert>   // 用于断言
+#include <iostream>  // 用于调试输出
+
+namespace sysy {
+
+void *Mem2Reg::ID = (void *)&Mem2Reg::ID;
+
+void Mem2RegContext::run(Function *func, AnalysisManager *AM) {
+  if (func->getBasicBlocks().empty()) {
+    return;
+  }
+
+  // 清空所有状态，确保每次运行都是新的状态
+  promotableAllocas.clear();
+  allocaToPhiMap.clear();
+  allocaToValueStackMap.clear();
+  allocaToStoresMap.clear();
+  allocaToDefBlocksMap.clear();
+
+  // 获取支配树分析结果
+  dt = AM->getAnalysisResult<DominatorTree, DominatorTreeAnalysisPass>(func);
+  assert(dt && "DominatorTreeAnalysisResult not available for Mem2Reg!");
+
+  // --------------------------------------------------------------------
+  // 阶段1: 识别可提升的 AllocaInst 并收集其 Store 指令
+  // --------------------------------------------------------------------
+  // 遍历函数入口块?中的所有指令，寻找 AllocaInst
+  // 必须是要入口块的吗
+  for (auto &inst : func->getEntryBlock()->getInstructions_Range()) {
+    Value *allocainst = inst.get();
+    if (auto alloca = dynamic_cast<AllocaInst *>(allocainst)) {
+      if (isPromotableAlloca(alloca)) {
+        promotableAllocas.push_back(alloca);
+        collectStores(alloca); // 收集所有对该 alloca 的 store
+      }
+    }
+  }
+
+  // --------------------------------------------------------------------
+  // 阶段2: 插入 Phi 指令
+  // --------------------------------------------------------------------
+  for (auto alloca : promotableAllocas) {
+    // 为每个可提升的 alloca 插入 Phi 指令
+    insertPhis(alloca, allocaToDefBlocksMap[alloca]);
+  }
+
+  // --------------------------------------------------------------------
+  // 阶段3: 变量重命名
+  // --------------------------------------------------------------------
+  // 为每个可提升的 alloca 初始化其值栈
+  for (auto alloca : promotableAllocas) {
+    // 初始值通常是 undef 或 null，取决于 IR 类型系统
+    UndefinedValue *undefValue =  UndefinedValue::get(alloca->getType()->as<PointerType>()->getBaseType());
+    allocaToValueStackMap[alloca].push(undefValue); // 压入一个初始的“未定义”值
+  }
+
+  // 从入口基本块开始，对支配树进行 DFS 遍历，进行变量重命名
+  renameVariables(nullptr, func->getEntryBlock()); // 第一个参数 alloca 在这里不使用，因为是递归入口点
+
+  // --------------------------------------------------------------------
+  // 阶段4: 清理
+  // --------------------------------------------------------------------
+  cleanup();
+}
+
+// 判断一个 AllocaInst 是否可以被提升到寄存器
+bool Mem2RegContext::isPromotableAlloca(AllocaInst *alloca) {
+  // 1. 必须是标量类型（非数组、非结构体）sysy不支持结构体
+  if (alloca->getType()->as<PointerType>()->getBaseType()->isArray()) {
+    return false;
+  }
+
+  // 2. 其所有用途都必须是 LoadInst 或 StoreInst
+  // (或 GetElementPtrInst，但 GEP 的结果也必须只被 Load/Store 使用)
+  for (auto use : alloca->getUses()) {
+    auto user = use->getUser();
+    if (!user)
+      return false; // 用户无效
+
+    if (dynamic_cast<LoadInst *>(user)) {
+      // OK
+    } else if (dynamic_cast<StoreInst *>(user)) {
+      // OK
+    } else if (auto gep = dynamic_cast<GetElementPtrInst *>(user)) {
+      // 如果是 GetElementPtrInst (GEP)
+      // 需要判断这个 GEP 是否代表了数组元素的访问，而非简单的指针操作
+      // LLVM 的 mem2reg 通常不提升用于数组元素访问的 alloca。
+      // 启发式判断：
+      // 如果 GEP 有多个索引（例如 `getelementptr i32, i32* %ptr, i32 0, i32 %idx`），
+      // 或者第一个索引（对于指针类型）不是常量 0，则很可能是数组访问。
+      // 对于 `alloca i32* %a.param` (对应 `int a[]` 参数)，其 `allocatedType()` 是 `i32*`。
+      // 访问 `a[i]` 会生成类似 `getelementptr i32, i32* %a.param, i32 %i` 的 GEP。
+      // 这种 GEP 有两个操作数：基指针和索引。
+
+      // 检查 GEP 的操作数数量和索引值
+      // GEP 的操作数通常是：<base_pointer>, <index_1>, <index_2>, ...
+      // 对于一个 `i32*` 类型的 `alloca`，如果它被 GEP 使用，那么 GEP 的第一个索引通常是 `0`
+      // （表示解引用指针本身），后续索引才是数组元素的索引。
+      // 如果 GEP 的操作数数量大于 2 (即 `base_ptr` 和 `index_0` 之外还有其他索引)，
+      // 或者 `index_0` 不是常量 0，则它可能是一个复杂的数组访问。
+      // 假设 `gep->getNumOperands()` 和 `gep->getOperand(idx)->getValue()`
+      // 假设 `ConstantInt` 类用于表示常量整数值
+      if (gep->getNumOperands() > 2) { // 如果有超过一个索引（除了基指针的第一个隐式索引）
+        // std::cerr << "Mem2Reg: Not promotable (GEP with multiple indices): " << alloca->name() << std::endl;
+        return false; // 复杂 GEP，通常表示数组或结构体字段访问
+      }
+      if (gep->getNumOperands() == 2) {                            // 只有基指针和一个索引
+        Value *firstIndexVal = gep->getOperand(1); // 获取第一个索引值
+        if (auto constInt = dynamic_cast<ConstantInteger *>(firstIndexVal)) {
+          if (constInt->getInt() != 0) {
+            // std::cerr << "Mem2Reg: Not promotable (GEP with non-zero first index): " << alloca->name() << std::endl;
+            return false; // 索引不是0，表示访问数组的非第一个元素
+          }
+        } else {
+          // std::cerr << "Mem2Reg: Not promotable (GEP with non-constant first index): " << alloca->name() <<
+          // std::endl;
+          return false; // 索引不是常量，表示动态数组访问
+        }
+      }
+
+      // 此外，GEP 的结果也必须只被 LoadInst 或 StoreInst 使用
+      for (auto gep_use : gep->getUses()) {
+        auto gep_user = gep_use->getUser();
+        if (!gep_user) {
+          // std::cerr << "Mem2Reg: Not promotable (GEP result null user): " << alloca->name() << std::endl;
+          return false;
+        }
+        if (!dynamic_cast<LoadInst *>(gep_user) && !dynamic_cast<StoreInst *>(gep_user)) {
+          // std::cerr << "Mem2Reg: Not promotable (GEP result used by non-load/store): " << alloca->name() <<
+          // std::endl;
+          return false; // GEP 结果被其他指令使用，地址逃逸或复杂用途
+        }
+      }
+    } else {
+      // 其他类型的用户，如 CallInst (如果地址逃逸)，则不能提升
+      return false;
+    }
+  }
+  // 3. 不能是 volatile 内存访问 (假设 AllocaInst 有 isVolatile() 方法)
+  // if (alloca->isVolatile()) return false; // 如果有这样的属性
+
+  return true;
+}
+
+// 收集所有对给定 AllocaInst 进行存储的 StoreInst
+void Mem2RegContext::collectStores(AllocaInst *alloca) {
+  // 遍历 alloca 的所有用途
+  for (auto use : alloca->getUses()) {
+    auto user = use->getUser();
+    if (!user)
+      continue;
+
+    if (auto storeInst = dynamic_cast<StoreInst *>(user)) {
+      allocaToStoresMap[alloca].insert(storeInst);
+      allocaToDefBlocksMap[alloca].insert(storeInst->getParent());
+    } else if (auto gep = dynamic_cast<GetElementPtrInst *>(user)) {
+      // 如果是 GEP，递归收集其下游的 store
+      for (auto gep_use : gep->getUses()) {
+        if (auto gep_store = dynamic_cast<StoreInst *>(gep_use->getUser())) {
+          allocaToStoresMap[alloca].insert(gep_store);
+          allocaToDefBlocksMap[alloca].insert(gep_store->getParent());
+        }
+      }
+    }
+  }
+}
+
+// 为给定的 AllocaInst 插入必要的 Phi 指令
+void Mem2RegContext::insertPhis(AllocaInst *alloca, const std::unordered_set<BasicBlock *> &defBlocks) {
+  std::queue<BasicBlock *> workQueue;
+  std::unordered_set<BasicBlock *> phiHasBeenInserted; // 记录已插入 Phi 的基本块
+
+  // 将所有定义块加入工作队列
+  for (auto bb : defBlocks) {
+    workQueue.push(bb);
+  }
+
+  while (!workQueue.empty()) {
+    BasicBlock *currentDefBlock = workQueue.front();
+    workQueue.pop();
+
+    // 遍历当前定义块的支配边界 (Dominance Frontier)
+    const std::set<BasicBlock *> *frontierBlocks = dt->getDominanceFrontier(currentDefBlock);
+    for (auto frontierBlock : *frontierBlocks) {
+      // 如果该支配边界块还没有为当前 alloca 插入 Phi 指令
+      if (phiHasBeenInserted.find(frontierBlock) == phiHasBeenInserted.end()) {
+        // 在支配边界块的开头插入一个新的 Phi 指令
+        // Phi 指令的类型与 alloca 的类型指向的类型相同
+
+        builder->setPosition(frontierBlock, frontierBlock->begin()); // 设置插入位置为基本块开头
+        PhiInst *phiInst = builder->createPhiInst(alloca->getAllocatedType(), {}, {}, "");
+        
+        allocaToPhiMap[alloca][frontierBlock] = phiInst; // 记录 Phi 指令
+
+        phiHasBeenInserted.insert(frontierBlock); // 标记已插入 Phi
+
+        // 如果这个支配边界块本身也是一个定义块（即使没有 store，但插入了 Phi），
+        // 那么它的支配边界也可能需要插入 Phi
+        // 例如一个xx型的cfg，如果在第一个交叉处插入phi节点，那么第二个交叉处可能也需要插入phi
+        workQueue.push(frontierBlock);
+      }
+    }
+  }
+}
+
+// 对支配树进行深度优先遍历，重命名变量并替换 load/store 指令
+void Mem2RegContext::renameVariables(AllocaInst *currentAlloca, BasicBlock *currentBB) {
+  // 维护一个局部栈，用于存储当前基本块中为 Phi 和 Store 创建的 SSA 值，以便在退出时弹出
+  std::stack<Value *> localStackPushed;
+
+  // --------------------------------------------------------------------
+  // 处理当前基本块的指令
+  // --------------------------------------------------------------------
+  for (auto instIter = currentBB->getInstructions().begin(); instIter != currentBB->getInstructions().end();) {
+    Instruction *inst = instIter->get();
+    bool instDeleted = false;
+
+    // 处理 Phi 指令 (如果是当前 alloca 的 Phi)
+    if (auto phiInst = dynamic_cast<PhiInst *>(inst)) {
+      // 检查这个 Phi 是否是为某个可提升的 alloca 插入的
+      for (auto alloca : promotableAllocas) {
+        if (allocaToPhiMap[alloca].count(currentBB) && allocaToPhiMap[alloca][currentBB] == phiInst) {
+          // 为 Phi 指令的输出创建一个新的 SSA 值，并压入值栈
+          allocaToValueStackMap[alloca].push(phiInst);
+          localStackPushed.push(phiInst); // 记录以便弹出
+          break;                          // 找到对应的 alloca，处理下一个指令
+        }
+      }
+    }
+    // 处理 LoadInst
+    else if (auto loadInst = dynamic_cast<LoadInst *>(inst)) {
+      // 检查这个 LoadInst 是否是为某个可提升的 alloca
+      for (auto alloca : promotableAllocas) {
+        if (loadInst->getPointer() == alloca) { 
+          // loadInst->getPointer() 返回 AllocaInst*
+          // 将 LoadInst 的所有用途替换为当前 alloca 值栈顶部的 SSA 值
+          assert(!allocaToValueStackMap[alloca].empty() && "Value stack empty for alloca during load replacement!");
+          if(DEBUG){
+            std::cout << "Mem2Reg: Replacing load " << loadInst->getPointer()->getName() << " with SSA value." << std::endl;
+          }
+          loadInst->replaceAllUsesWith(allocaToValueStackMap[alloca].top());
+          instIter = SysYIROptUtils::usedelete(instIter);
+          instDeleted = true;
+          // std::cerr << "Mem2Reg: Replaced load " << loadInst->name() << " with SSA value." << std::endl;
+          break;
+        }
+      }
+    }
+    // 处理 StoreInst
+    else if (auto storeInst = dynamic_cast<StoreInst *>(inst)) {
+      // 检查这个 StoreInst 是否是为某个可提升的 alloca
+      for (auto alloca : promotableAllocas) {
+        if (storeInst->getPointer() == alloca) { 
+          // 假设 storeInst->getPointer() 返回 AllocaInst*
+          // 将 StoreInst 存储的值作为新的 SSA 值，压入值栈
+          if(DEBUG){
+            std::cout << "Mem2Reg: Replacing store to " << storeInst->getPointer()->getName() << " with SSA value." << std::endl;
+          }
+          allocaToValueStackMap[alloca].push(storeInst->getValue());
+          localStackPushed.push(storeInst->getValue());          // 记录以便弹出
+          instIter = SysYIROptUtils::usedelete(instIter);
+          instDeleted = true;
+          // std::cerr << "Mem2Reg: Replaced store to " << storeInst->ptr()->name() << " with SSA value." << std::endl;
+          break;
+        }
+      }
+    }
+
+    if (!instDeleted) {
+      ++instIter; // 如果指令没有被删除，移动到下一个
+    }
+  }
+
+  // --------------------------------------------------------------------
+  // 处理后继基本块的 Phi 指令参数
+  // --------------------------------------------------------------------
+  for (auto successorBB : currentBB->getSuccessors()) {
+    if (!successorBB)
+      continue;
+    for (auto alloca : promotableAllocas) {
+      // 如果后继基本块包含为当前 alloca 插入的 Phi 指令
+      if (allocaToPhiMap[alloca].count(successorBB)) {
+        auto phiInst = allocaToPhiMap[alloca][successorBB];
+        // 为 Phi 指令添加来自当前基本块的参数
+        // 参数值是当前 alloca 值栈顶部的 SSA 值
+        assert(!allocaToValueStackMap[alloca].empty() && "Value stack empty for alloca when setting phi operand!");
+        phiInst->addIncoming(allocaToValueStackMap[alloca].top(), currentBB);
+      }
+    }
+  }
+
+  // --------------------------------------------------------------------
+  // 递归访问支配树的子节点
+  // --------------------------------------------------------------------
+  const std::set<BasicBlock *> *dominatedBlocks = dt->getDominatorTreeChildren(currentBB);
+  if(dominatedBlocks){
+    for (auto dominatedBB : *dominatedBlocks) {
+      if (dominatedBB) {
+        if(DEBUG){
+          std::cout << "Mem2Reg: Recursively renaming variables in dominated block: " << dominatedBB->getName() << std::endl;
+        }
+        renameVariables(currentAlloca, dominatedBB);
+      }
+    }
+  }
+  
+
+  // --------------------------------------------------------------------
+  // 退出基本块时，弹出在此块中压入值栈的 SSA 值
+  // --------------------------------------------------------------------
+  while (!localStackPushed.empty()) {
+    Value *val = localStackPushed.top();
+    localStackPushed.pop();
+    // 找到是哪个 alloca 对应的栈
+    for (auto alloca : promotableAllocas) {
+      if (!allocaToValueStackMap[alloca].empty() && allocaToValueStackMap[alloca].top() == val) {
+        allocaToValueStackMap[alloca].pop();
+        break;
+      }
+    }
+  }
+}
+
+// 删除所有原始的 AllocaInst、LoadInst 和 StoreInst
+void Mem2RegContext::cleanup() {
+  for (auto alloca : promotableAllocas) {
+    if (alloca && alloca->getParent()) {
+      // 删除 alloca 指令本身
+      SysYIROptUtils::usedelete(alloca);
+      
+      // std::cerr << "Mem2Reg: Deleted alloca " << alloca->name() << std::endl;
+    }
+  }
+  // LoadInst 和 StoreInst 已经在 renameVariables 阶段被删除了
+}
+
+// Mem2Reg 遍的 runOnFunction 方法实现
+bool Mem2Reg::runOnFunction(Function *F, AnalysisManager &AM) {
+  // 记录初始的指令数量，用于判断优化是否发生了改变
+  size_t initial_inst_count = 0;
+  for (auto &bb : F->getBasicBlocks()) {
+    initial_inst_count += bb->getInstructions().size();
+  }
+
+  Mem2RegContext ctx(builder);
+  ctx.run(F, &AM); // 运行 Mem2Reg 优化
+
+  // 运行优化后，再次计算指令数量
+  size_t final_inst_count = 0;
+  for (auto &bb : F->getBasicBlocks()) {
+    final_inst_count += bb->getInstructions().size();
+  }
+
+  // 如果指令数量发生变化（通常是减少，因为 load/store 被删除，phi 被添加），说明 IR 被修改了
+  // TODO：不保险，后续修改为更精确的判断
+  // 直接在添加和删除指令时维护changed值
+  bool changed = (initial_inst_count != final_inst_count);
+
+  // 如果 IR 被修改，则使相关的分析结果失效
+  if (changed) {
+    // Mem2Reg 会显著改变 IR 结构，特别是数据流和控制流（通过 Phi）。
+    // 这会使几乎所有数据流分析和部分控制流分析失效。
+    // AM.invalidateAnalysis(&DominatorTreeAnalysisPass::ID, F); // 支配树可能间接改变（如果基本块被删除）
+    // AM.invalidateAnalysis(&LivenessAnalysisPass::ID, F); // 活跃性分析肯定失效
+    // AM.invalidateAnalysis(&LoopInfoAnalysisPass::ID, F); // 循环信息可能失效
+    // AM.invalidateAnalysis(&SideEffectInfoAnalysisPass::ID); // 副作用分析可能失效（如果 Alloca/Load/Store
+    // 被替换为寄存器）
+    // ... 其他数据流分析，如到达定义、可用表达式等，也应失效
+  }
+  return changed;
+}
+
+// 声明Mem2Reg遍的分析依赖和失效信息
+void Mem2Reg::getAnalysisUsage(std::set<void *> &analysisDependencies, std::set<void *> &analysisInvalidations) const {
+  // Mem2Reg 强烈依赖于支配树分析来插入 Phi 指令
+  analysisDependencies.insert(&DominatorTreeAnalysisPass::ID); // 假设 DominatorTreeAnalysisPass 的 ID
+
+  // Mem2Reg 会删除 Alloca/Load/Store 指令，插入 Phi 指令，这会大幅改变 IR 结构。
+  // 因此，它会使许多分析结果失效。
+  analysisInvalidations.insert(&DominatorTreeAnalysisPass::ID); // 支配树可能受影响
+  analysisInvalidations.insert(&LivenessAnalysisPass::ID); // 活跃性分析肯定失效
+  // analysisInvalidations.insert(&LoopInfoAnalysisPass::ID); // 循环信息可能失效
+  // analysisInvalidations.insert(&SideEffectInfoAnalysisPass::ID); // 副作用分析可能失效
+  // 其他所有依赖于数据流或 IR 结构的分析都可能失效。
+}
+
+} // namespace sysy

src/midend/Pass/Optimize/Reg2Mem.cpp

@@ -0,0 +1,288 @@
+#include "Reg2Mem.h"
+#include "SysYIROptUtils.h"
+#include "SysYIRPrinter.h"
+
+extern int DEBUG; // 全局调试标志
+
+namespace sysy {
+
+void *Reg2Mem::ID = (void *)&Reg2Mem::ID;
+
+void Reg2MemContext::run(Function *func) {
+  if (func->getBasicBlocks().empty()) {
+    return;
+  }
+
+  // 清空状态，确保每次运行都是新的
+  valueToAllocaMap.clear();
+
+  // 阶段1: 识别并为 SSA Value 分配 AllocaInst
+  allocateMemoryForSSAValues(func);
+
+  // 阶段2: 将 Phi 指令转换为 Load/Store 逻辑 (此阶段需要先于通用 Load/Store 插入)
+  // 这样做是因为 Phi 指令的特殊性，它需要在前驱块的末尾插入 Store
+  // 如果先处理通用 Load/Store，可能无法正确处理 Phi 的复杂性
+  rewritePhis(func); // Phi 指令可能在 rewritePhis 中被删除或标记删除
+
+  // 阶段3: 将其他 SSA Value 的使用替换为 Load/Store
+  insertLoadsAndStores(func);
+
+  // 阶段4: 清理（删除不再需要的 Phi 指令）
+  cleanup(func);
+}
+
+bool Reg2MemContext::isPromotableToMemory(Value *val) {
+  // 参数和指令结果是 SSA 值
+  if(DEBUG){
+    // if(val->getName() == ""){
+    //   assert(false && "Value name should not be empty in Reg2MemContext::isPromotableToMemory");
+    // }
+    // std::cout << "Checking if value is promotable to memory: " << val->getName() << std::endl;
+  }
+  // if (dynamic_cast<Argument *>(val) || dynamic_cast<Instruction *>(val)) {
+  //   // 如果值已经是指针类型，则通常不为其分配额外的内存，因为它已经是一个地址。
+  //   // （除非我们想将其值也存储起来，这通常不用于 Reg2Mem）
+  //   // // Reg2Mem 关注的是将非指针值从寄存器语义转换为内存语义。
+  //   if (val->getType()->isPointer()) {
+  //     return false;
+  //   }
+  //   return true;
+  // }
+  // 1. 如果是 Argument，则可以提升到内存
+  if (dynamic_cast<Argument *>(val)) {
+    // 参数类型（i32, i32* 等）都可以为其分配内存
+    // 因为它们在 Mem2Reg 逆操作中，被认为是从寄存器分配到内存
+    return true;
+  }
+  if (dynamic_cast<PhiInst *>(val)) {
+    // Phi 指令的结果也是一个 SSA 值，需要将其转换为 Load/Store
+    return true;
+  }
+  return false;
+}
+
+void Reg2MemContext::allocateMemoryForSSAValues(Function *func) {
+  // AllocaInst 必须在函数的入口基本块中
+  BasicBlock *entryBlock = func->getEntryBlock();
+  if (!entryBlock) {
+    return; // 函数可能没有入口块 (例如声明)
+  }
+
+  // 1. 为函数参数分配内存
+  builder->setPosition(entryBlock, entryBlock->begin()); // 确保在入口块的开始位置插入
+  for (auto arg : func->getArguments()) {
+    // 默认情况下，将所有参数是提升到内存
+    if (isPromotableToMemory(arg)) {
+      // 参数的类型就是 AllocaInst 需要分配的类型
+      AllocaInst *alloca = builder->createAllocaInst(Type::getPointerType(arg->getType()), arg->getName() + ".reg2mem");
+      // 将参数值 store 到 alloca 中 (这是 Mem2Reg 逆转的关键一步)
+      valueToAllocaMap[arg] = alloca;
+
+      // 确保 alloca 位于入口块的顶部，但在所有参数的 store 指令之前
+      // 通常 alloca 都在 entry block 的最开始
+      // 这里我们只是创建，并让 builder 决定插入位置 (通常在当前插入点)
+      // 如果需要严格控制顺序，可能需要手动 insert 到 instruction list
+    }
+  }
+
+  // 2. 为指令结果分配内存
+  // 遍历所有基本块和指令，找出所有需要分配 Alloca 的指令结果
+  for (auto &bb : func->getBasicBlocks()) {
+    for (auto &inst : bb->getInstructions_Range()) {
+      // SysYPrinter::printInst(inst.get());
+      // 只有有结果的指令才可能需要分配内存
+      // (例如 BinaryInst, CallInst, LoadInst, PhiInst 等)
+      // StoreInst, BranchInst, ReturnInst 等没有结果的指令不需要
+      
+      if (dynamic_cast<AllocaInst*>(inst.get()) || inst.get()->getType()->isVoid()) {
+        continue;
+      }
+
+      if (isPromotableToMemory(inst.get())) {
+        // 为指令的结果分配内存
+        // AllocaInst 应该在入口块，而不是当前指令所在块
+        // 这里我们只是创建，并稍后调整其位置
+        // 通常的做法是在循环结束后统一将 alloca 放到 entryBlock 的顶部
+        AllocaInst *alloca = builder->createAllocaInst(Type::getPointerType(inst.get()->getType()), inst.get()->getName() + ".reg2mem");
+        valueToAllocaMap[inst.get()] = alloca;
+      }
+    }
+  }
+  Instruction *firstNonAlloca = nullptr;
+  for (auto instIter = entryBlock->getInstructions().begin(); instIter != entryBlock->getInstructions().end(); instIter++) {
+    if (!dynamic_cast<AllocaInst*>(instIter->get())) {
+      firstNonAlloca = instIter->get();
+      break;
+    }
+  }
+
+  if (firstNonAlloca) {
+    builder->setPosition(entryBlock, entryBlock->findInstIterator(firstNonAlloca));
+  } else { // 如果 entryBlock 只有 AllocaInst 或为空，则设置到 terminator 前
+    builder->setPosition(entryBlock, entryBlock->terminator());
+  }
+
+  // 插入所有参数的初始 Store 指令
+  for (auto arg : func->getArguments()) {
+      if (valueToAllocaMap.count(arg)) { // 检查是否为其分配了 alloca
+          builder->createStoreInst(arg, valueToAllocaMap[arg]);
+      }
+  }
+  
+  builder->setPosition(entryBlock, entryBlock->terminator());
+}
+
+void Reg2MemContext::rewritePhis(Function *func) {
+  std::vector<PhiInst *> phisToErase; // 收集要删除的 Phi
+
+  // 遍历所有基本块和其中的指令，查找 Phi 指令
+  for (auto &bb : func->getBasicBlocks()) {
+    // auto insts = bb->getInstructions(); // 复制一份，因为要修改
+    for (auto instIter = bb->getInstructions().begin(); instIter != bb->getInstructions().end(); instIter++) {
+      Instruction *inst = instIter->get();
+      if (auto phiInst = dynamic_cast<PhiInst *>(inst)) {
+        // 检查 Phi 指令是否是需要处理的 SSA 值
+        if (valueToAllocaMap.count(phiInst)) {
+          AllocaInst *alloca = valueToAllocaMap[phiInst];
+
+          // 1. 为 Phi 指令的每个入边，在前驱块的末尾插入 Store 指令
+          // PhiInst 假设有 getIncomingValues() 和 getIncomingBlocks()
+          for (unsigned i = 0; i < phiInst->getNumIncomingValues(); ++i) {         // 假设 PhiInst 是通过操作数来管理入边的
+            Value *incomingValue = phiInst->getValue(i);                   // 获取入值
+            BasicBlock *incomingBlock = phiInst->getBlock(i); // 获取对应的入块
+
+            // 在入块的跳转指令之前插入 StoreInst
+            // 需要找到 incomingBlock 的终结指令 (Terminator Instruction)
+            // 并将 StoreInst 插入到它前面
+            if (incomingBlock->terminator()->get()->isTerminator()) {
+              builder->setPosition(incomingBlock, incomingBlock->terminator());
+            } else {
+              // 如果没有终结指令，插入到末尾
+              builder->setPosition(incomingBlock, incomingBlock->end());
+            }
+            builder->createStoreInst(incomingValue, alloca);
+          }
+
+          // 2. 在当前 Phi 所在基本块的开头，插入 Load 指令
+          // 将 Load 指令插入到 Phi 指令之后，因为 Phi 指令即将被删除
+          builder->setPosition(bb.get(), bb.get()->findInstIterator(phiInst));
+          LoadInst *newLoad = builder->createLoadInst(alloca);
+
+          // 3. 将 Phi 指令的所有用途替换为新的 Load 指令
+          phiInst->replaceAllUsesWith(newLoad);
+
+          // 标记 Phi 指令待删除
+          phisToErase.push_back(phiInst);
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  // 实际删除 Phi 指令
+  for (auto phi : phisToErase) {
+    if (phi && phi->getParent()) {
+      SysYIROptUtils::usedelete(phi);
+    }
+  }
+}
+
+void Reg2MemContext::insertLoadsAndStores(Function *func) {
+  // 收集所有需要替换的 uses，避免在迭代时修改 use 链表
+  std::vector<std::pair<Use *, LoadInst *>> usesToReplace;
+  std::vector<Instruction *> instsToStore; // 收集需要插入 Store 的指令
+
+  // 遍历所有基本块和指令
+  for (auto &bb : func->getBasicBlocks()) {
+    for (auto instIter = bb->getInstructions().begin(); instIter != bb->getInstructions().end(); instIter++) {
+      Instruction *inst = instIter->get();
+
+      // 如果指令有结果且我们为其分配了 alloca (Phi 已在 rewritePhis 处理)
+      // 并且其类型不是 void
+      if (!inst->getType()->isVoid() && valueToAllocaMap.count(inst)) {
+        // 在指令之后插入 Store 指令
+        // StoreInst 应该插入到当前指令之后
+        builder->setPosition(bb.get(), bb.get()->findInstIterator(inst));
+        builder->createStoreInst(inst, valueToAllocaMap[inst]);
+      }
+
+      // 处理指令的操作数：如果操作数是一个 SSA 值，且为其分配了 alloca
+      // (并且这个操作数不是 Phi Inst 的 incoming value，因为 Phi 的 incoming value 已经在 rewritePhis 中处理了)
+      // 注意：Phi Inst 的操作数是特殊的，它们表示来自不同前驱块的值。
+      // 这里的处理主要是针对非 Phi 指令的操作数。
+      for (auto use = inst->getUses().begin(); use != inst->getUses().end(); ++use) {
+        // 如果当前 use 的 Value 是一个 Instruction 或 Argument
+        Value *operand = use->get()->getValue();
+        if (isPromotableToMemory(operand) && valueToAllocaMap.count(operand)) {
+          // 确保这个 operand 不是一个即将被删除的 Phi 指令
+          // (在 rewritePhis 阶段，Phi 已经被处理并可能被标记删除)
+          // 或者检查 use 的 user 不是 PhiInst
+          if (dynamic_cast<PhiInst *>(inst)) {
+            continue; // Phi 的操作数已在 rewritePhis 中处理
+          }
+
+          AllocaInst *alloca = valueToAllocaMap[operand];
+
+          // 在使用点之前插入 Load 指令
+          // LoadInst 应该插入到使用它的指令之前
+          builder->setPosition(bb.get(), bb.get()->findInstIterator(inst));
+          LoadInst *newLoad = builder->createLoadInst(alloca);
+
+          // 记录要替换的 use
+          usesToReplace.push_back({use->get(), newLoad});
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  // 执行所有替换操作
+  for (auto &pair : usesToReplace) {
+    pair.first->setValue(pair.second); // 替换 use 的 Value
+  }
+}
+
+void Reg2MemContext::cleanup(Function *func) {
+  // 此时，所有原始的 Phi 指令应该已经被删除。
+  // 如果有其他需要删除的临时指令，可以在这里处理。
+  // 通常，Reg2Mem 的清理比 Mem2Reg 简单，因为主要是在插入指令。
+  // 这里可以作为一个占位符，以防未来有其他清理需求。
+}
+
+bool Reg2Mem::runOnFunction(Function *F, AnalysisManager &AM) {
+  // 记录初始指令数量
+  size_t initial_inst_count = 0;
+  for (auto &bb : F->getBasicBlocks()) {
+    initial_inst_count += bb->getInstructions().size();
+  }
+
+  Reg2MemContext ctx(builder); // 假设 builder 是一个全局或可访问的 IRBuilder 实例
+  ctx.run(F);
+
+  // 记录最终指令数量
+  size_t final_inst_count = 0;
+  for (auto &bb : F->getBasicBlocks()) {
+    final_inst_count += bb->getInstructions().size();
+  }
+  // TODO: 添加更精确的变化检测逻辑，例如在run函数中维护changed状态
+  bool changed = (initial_inst_count != final_inst_count); // 粗略判断是否改变
+
+  if (changed) {
+    // Reg2Mem 会显著改变 IR 结构，特别是数据流。
+    // 它会插入大量的 Load/Store 指令，改变 Value 的来源。
+    // 这会使几乎所有数据流分析失效。
+    // 例如：
+    // AM.invalidateAnalysis(&DominatorTreeAnalysisPass::ID, F); // 如果基本块结构改变，可能失效
+    // AM.invalidateAnalysis(&LivenessAnalysisPass::ID, F);     // 活跃性分析肯定失效
+    // AM.invalidateAnalysis(&DCEPass::ID, F);                 // 可能产生新的死代码
+    // ... 其他所有数据流分析
+  }
+  return changed;
+}
+
+void Reg2Mem::getAnalysisUsage(std::set<void *> &analysisDependencies, std::set<void *> &analysisInvalidations) const {
+  // Reg2Mem 通常不需要特定的分析作为依赖，因为它主要是一个转换。
+  // 但它会使许多分析失效。
+  analysisInvalidations.insert(&LivenessAnalysisPass::ID); // 例如
+  analysisInvalidations.insert(&DominatorTreeAnalysisPass::ID);
+}
+
+} // namespace sysy

src/midend/Pass/Optimize/SCCP.cpp

@@ -0,0 +1,880 @@
+#include "SCCP.h"
+#include "Dom.h"
+#include "Liveness.h"
+#include <algorithm>
+#include <cassert>
+#include <cmath>  // For std::fmod, std::fabs
+#include <limits> // For std::numeric_limits
+
+namespace sysy {
+
+// Pass ID for SCCP
+void *SCCP::ID = (void *)&SCCP::ID;
+
+// SCCPContext methods
+SSAPValue SCCPContext::Meet(const SSAPValue &a, const SSAPValue &b) {
+  if (a.state == LatticeVal::Bottom || b.state == LatticeVal::Bottom) {
+    return SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+  }
+  if (a.state == LatticeVal::Top) {
+    return b;
+  }
+  if (b.state == LatticeVal::Top) {
+    return a;
+  }
+  // Both are constants
+  if (a.constant_type != b.constant_type) {
+    return SSAPValue(LatticeVal::Bottom); // 不同类型的常量，结果为 Bottom
+  }
+  if (a.constantVal == b.constantVal) {
+    return a; // 相同常量
+  }
+  return SSAPValue(LatticeVal::Bottom); // 相同类型但值不同，结果为 Bottom
+}
+
+SSAPValue SCCPContext::GetValueState(Value *v) {
+  if (auto constVal = dynamic_cast<ConstantValue *>(v)) {
+    // 特殊处理 UndefinedValue：将其视为 Bottom
+    if (dynamic_cast<UndefinedValue *>(constVal)) {
+      return SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    }
+    // 处理常规的 ConstantInteger 和 ConstantFloating
+    if (constVal->getType()->isInt()) {
+      return SSAPValue(constVal->getInt());
+    } else if (constVal->getType()->isFloat()) {
+      return SSAPValue(constVal->getFloat());
+    } else {
+      // 对于其他 ConstantValue 类型（例如，ConstantArray 等），
+      // 如果它们的具体值不能用于标量常量传播，则保守地视为 Bottom。
+      return SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    }
+  }
+  if (valueState.count(v)) {
+    return valueState[v];
+  }
+  return SSAPValue(); // 默认初始化为 Top
+}
+
+void SCCPContext::UpdateState(Value *v, SSAPValue newState) {
+  SSAPValue oldState = GetValueState(v);
+  if (newState != oldState) {
+    if (DEBUG) {
+      std::cout << "Updating state for " << v->getName() << " from (";
+      if (oldState.state == LatticeVal::Top)
+        std::cout << "Top";
+      else if (oldState.state == LatticeVal::Constant) {
+        if (oldState.constant_type == ValueType::Integer)
+          std::cout << "Const<int>(" << std::get<int>(oldState.constantVal) << ")";
+        else
+          std::cout << "Const<float>(" << std::get<float>(oldState.constantVal) << ")";
+      } else
+        std::cout << "Bottom";
+      std::cout << ") to (";
+      if (newState.state == LatticeVal::Top)
+        std::cout << "Top";
+      else if (newState.state == LatticeVal::Constant) {
+        if (newState.constant_type == ValueType::Integer)
+          std::cout << "Const<int>(" << std::get<int>(newState.constantVal) << ")";
+        else
+          std::cout << "Const<float>(" << std::get<float>(newState.constantVal) << ")";
+      } else
+        std::cout << "Bottom";
+      std::cout << ")" << std::endl;
+    }
+
+    valueState[v] = newState;
+    // 如果状态发生变化，将所有使用者添加到指令工作列表
+    for (auto &use_ptr : v->getUses()) {
+      if (auto userInst = dynamic_cast<Instruction *>(use_ptr->getUser())) {
+        instWorkList.push(userInst);
+      }
+    }
+  }
+}
+
+void SCCPContext::AddEdgeToWorkList(BasicBlock *fromBB, BasicBlock *toBB) {
+  // 检查边是否已经访问过，防止重复处理
+  if (visitedCFGEdges.count({fromBB, toBB})) {
+    return;
+  }
+  visitedCFGEdges.insert({fromBB, toBB});
+
+  if (DEBUG) {
+    std::cout << "Adding edge to worklist: " << fromBB->getName() << " -> " << toBB->getName() << std::endl;
+  }
+  edgeWorkList.push({fromBB, toBB});
+}
+
+void SCCPContext::MarkBlockExecutable(BasicBlock *block) {
+  if (executableBlocks.insert(block).second) { // insert 返回 pair，second 为 true 表示插入成功
+    if (DEBUG) {
+      std::cout << "Marking block " << block->getName() << " as executable." << std::endl;
+    }
+    // 将新可执行块中的所有指令添加到指令工作列表
+    for (auto &inst_ptr : block->getInstructions()) {
+      instWorkList.push(inst_ptr.get());
+    }
+  }
+}
+
+// 辅助函数：对二元操作进行常量折叠
+SSAPValue SCCPContext::ComputeConstant(BinaryInst *binaryInst, SSAPValue lhsVal, SSAPValue rhsVal) {
+  // 确保操作数是常量
+  if (lhsVal.state != LatticeVal::Constant || rhsVal.state != LatticeVal::Constant) {
+    return SSAPValue(LatticeVal::Bottom); // 如果不是常量，则不能折叠
+  }
+
+  // 处理整数运算 (kAdd, kSub, kMul, kDiv, kRem, kICmp*, kAnd, kOr)
+  if (lhsVal.constant_type == ValueType::Integer && rhsVal.constant_type == ValueType::Integer) {
+    int lhs = std::get<int>(lhsVal.constantVal);
+    int rhs = std::get<int>(rhsVal.constantVal);
+    int result = 0;
+
+    switch (binaryInst->getKind()) {
+    case Instruction::kAdd:
+      result = lhs + rhs;
+      break;
+    case Instruction::kSub:
+      result = lhs - rhs;
+      break;
+    case Instruction::kMul:
+      result = lhs * rhs;
+      break;
+    case Instruction::kDiv:
+      if (rhs == 0)
+        return SSAPValue(LatticeVal::Bottom); // 除零
+      result = lhs / rhs;
+      break;
+    case Instruction::kRem:
+      if (rhs == 0)
+        return SSAPValue(LatticeVal::Bottom); // 模零
+      result = lhs % rhs;
+      break;
+    case Instruction::kICmpEQ:
+      result = (lhs == rhs);
+      break;
+    case Instruction::kICmpNE:
+      result = (lhs != rhs);
+      break;
+    case Instruction::kICmpLT:
+      result = (lhs < rhs);
+      break;
+    case Instruction::kICmpGT:
+      result = (lhs > rhs);
+      break;
+    case Instruction::kICmpLE:
+      result = (lhs <= rhs);
+      break;
+    case Instruction::kICmpGE:
+      result = (lhs >= rhs);
+      break;
+    case Instruction::kAnd:
+      result = (lhs && rhs);
+      break;
+    case Instruction::kOr:
+      result = (lhs || rhs);
+      break;
+    default:
+      return SSAPValue(LatticeVal::Bottom); // 未知或不匹配的二元操作
+    }
+    return SSAPValue(result);
+  }
+  // 处理浮点运算 (kFAdd, kFSub, kFMul, kFDiv, kFCmp*)
+  else if (lhsVal.constant_type == ValueType::Float && rhsVal.constant_type == ValueType::Float) {
+    float lhs = std::get<float>(lhsVal.constantVal);
+    float rhs = std::get<float>(rhsVal.constantVal);
+    float f_result = 0.0f;
+    int i_result = 0; // For comparison results
+
+    switch (binaryInst->getKind()) {
+    case Instruction::kFAdd:
+      f_result = lhs + rhs;
+      break;
+    case Instruction::kFSub:
+      f_result = lhs - rhs;
+      break;
+    case Instruction::kFMul:
+      f_result = lhs * rhs;
+      break;
+    case Instruction::kFDiv:
+      if (rhs == 0.0f)
+        return SSAPValue(LatticeVal::Bottom); // 除零
+      f_result = lhs / rhs;
+      break;
+    // kRem 不支持浮点数，但如果你的 IR 定义了浮点模运算，需要使用 std::fmod
+    case Instruction::kFCmpEQ:
+      i_result = (lhs == rhs);
+      return SSAPValue(i_result);
+    case Instruction::kFCmpNE:
+      i_result = (lhs != rhs);
+      return SSAPValue(i_result);
+    case Instruction::kFCmpLT:
+      i_result = (lhs < rhs);
+      return SSAPValue(i_result);
+    case Instruction::kFCmpGT:
+      i_result = (lhs > rhs);
+      return SSAPValue(i_result);
+    case Instruction::kFCmpLE:
+      i_result = (lhs <= rhs);
+      return SSAPValue(i_result);
+    case Instruction::kFCmpGE:
+      i_result = (lhs >= rhs);
+      return SSAPValue(i_result);
+    default:
+      return SSAPValue(LatticeVal::Bottom); // 未知或不匹配的浮点二元操作
+    }
+    return SSAPValue(f_result);
+  }
+
+  return SSAPValue(LatticeVal::Bottom); // 类型不匹配或不支持的类型组合
+}
+
+// 辅助函数：对一元操作进行常量折叠
+SSAPValue SCCPContext::ComputeConstant(UnaryInst *unaryInst, SSAPValue operandVal) {
+  if (operandVal.state != LatticeVal::Constant) {
+    return SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+  }
+
+  if (operandVal.constant_type == ValueType::Integer) {
+    int val = std::get<int>(operandVal.constantVal);
+    switch (unaryInst->getKind()) {
+    case Instruction::kAdd:
+      return SSAPValue(val);
+    case Instruction::kNeg:
+      return SSAPValue(-val);
+    case Instruction::kNot:
+      return SSAPValue(!val);
+    default:
+      return SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    }
+  } else if (operandVal.constant_type == ValueType::Float) {
+    float val = std::get<float>(operandVal.constantVal);
+    switch (unaryInst->getKind()) {
+    case Instruction::kAdd:
+      return SSAPValue(val);
+    case Instruction::kFNeg:
+      return SSAPValue(-val);
+    case Instruction::kFNot:
+      return SSAPValue(static_cast<int>(val == 0.0f)); // 浮点数非，0.0f 为真，其他为假
+    default:
+      return SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    }
+  }
+  return SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+}
+
+// 辅助函数：处理单条指令
+void SCCPContext::ProcessInstruction(Instruction *inst) {
+  SSAPValue oldState = GetValueState(inst);
+  SSAPValue newState;
+
+  if (!executableBlocks.count(inst->getParent())) {
+    // 如果指令所在的块不可执行，其值应保持 Top
+    // 除非它之前已经是 Bottom，因为 Bottom 是单调的
+    if (oldState.state != LatticeVal::Bottom) {
+      newState = SSAPValue(); // Top
+    } else {
+      newState = oldState; // 保持 Bottom
+    }
+    UpdateState(inst, newState);
+    return; // 不处理不可达块中的指令的实际值
+  }
+
+  switch (inst->getKind()) {
+  case Instruction::kAdd:
+  case Instruction::kSub:
+  case Instruction::kMul:
+  case Instruction::kDiv:
+  case Instruction::kRem:
+  case Instruction::kICmpEQ:
+  case Instruction::kICmpNE:
+  case Instruction::kICmpLT:
+  case Instruction::kICmpGT:
+  case Instruction::kICmpLE:
+  case Instruction::kICmpGE:
+  case Instruction::kFAdd:
+  case Instruction::kFSub:
+  case Instruction::kFMul:
+  case Instruction::kFDiv:
+  case Instruction::kFCmpEQ:
+  case Instruction::kFCmpNE:
+  case Instruction::kFCmpLT:
+  case Instruction::kFCmpGT:
+  case Instruction::kFCmpLE:
+  case Instruction::kFCmpGE:
+  case Instruction::kAnd:
+  case Instruction::kOr: {
+    BinaryInst *binaryInst = static_cast<BinaryInst *>(inst);
+    SSAPValue lhs = GetValueState(binaryInst->getOperand(0));
+    SSAPValue rhs = GetValueState(binaryInst->getOperand(1));
+    // 如果任一操作数是 Bottom，结果就是 Bottom
+    if (lhs.state == LatticeVal::Bottom || rhs.state == LatticeVal::Bottom) {
+      newState = SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    } else if (lhs.state == LatticeVal::Top || rhs.state == LatticeVal::Top) {
+      newState = SSAPValue(); // Top
+    } else {                  // 都是常量
+      newState = ComputeConstant(binaryInst, lhs, rhs);
+    }
+    break;
+  }
+  case Instruction::kNeg:
+  case Instruction::kNot:
+  case Instruction::kFNeg:
+  case Instruction::kFNot: {
+    UnaryInst *unaryInst = static_cast<UnaryInst *>(inst);
+    SSAPValue operand = GetValueState(unaryInst->getOperand());
+    if (operand.state == LatticeVal::Bottom) {
+      newState = SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    } else if (operand.state == LatticeVal::Top) {
+      newState = SSAPValue(); // Top
+    } else {                  // 是常量
+      newState = ComputeConstant(unaryInst, operand);
+    }
+    break;
+  }
+  // 直接处理类型转换指令
+  case Instruction::kFtoI: {
+    SSAPValue operand = GetValueState(inst->getOperand(0));
+    if (operand.state == LatticeVal::Constant && operand.constant_type == ValueType::Float) {
+      newState = SSAPValue(static_cast<int>(std::get<float>(operand.constantVal)));
+    } else if (operand.state == LatticeVal::Bottom) {
+      newState = SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    } else { // Top
+      newState = SSAPValue();
+    }
+    break;
+  }
+  case Instruction::kItoF: {
+    SSAPValue operand = GetValueState(inst->getOperand(0));
+    if (operand.state == LatticeVal::Constant && operand.constant_type == ValueType::Integer) {
+      newState = SSAPValue(static_cast<float>(std::get<int>(operand.constantVal)));
+    } else if (operand.state == LatticeVal::Bottom) {
+      newState = SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    } else { // Top
+      newState = SSAPValue();
+    }
+    break;
+  }
+  case Instruction::kBitFtoI: {
+    SSAPValue operand = GetValueState(inst->getOperand(0));
+    if (operand.state == LatticeVal::Constant && operand.constant_type == ValueType::Float) {
+      float fval = std::get<float>(operand.constantVal);
+      newState = SSAPValue(*reinterpret_cast<int *>(&fval));
+    } else if (operand.state == LatticeVal::Bottom) {
+      newState = SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    } else { // Top
+      newState = SSAPValue();
+    }
+    break;
+  }
+  case Instruction::kBitItoF: {
+    SSAPValue operand = GetValueState(inst->getOperand(0));
+    if (operand.state == LatticeVal::Constant && operand.constant_type == ValueType::Integer) {
+      int ival = std::get<int>(operand.constantVal);
+      newState = SSAPValue(*reinterpret_cast<float *>(&ival));
+    } else if (operand.state == LatticeVal::Bottom) {
+      newState = SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    } else { // Top
+      newState = SSAPValue();
+    }
+    break;
+  }
+  case Instruction::kLoad: {
+    // 对于 Load 指令，除非我们有特殊的别名分析，否则假定为 Bottom
+    // 或者如果它加载的是一个已知常量地址的全局常量
+    Value *ptr = inst->getOperand(0);
+    if (auto globalVal = dynamic_cast<GlobalValue *>(ptr)) {
+      // 如果 GlobalValue 有初始化器，并且它是常量，我们可以传播
+      // 这需要额外的逻辑来检查 globalVal 的初始化器
+      // 暂时保守地设置为 Bottom
+      newState = SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    } else {
+      newState = SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    }
+    break;
+  }
+  case Instruction::kStore:
+    // Store 指令不产生值，其 SSAPValue 不重要
+    newState = SSAPValue(); // 保持 Top
+    break;
+  case Instruction::kCall:
+    // 大多数 Call 指令都假定为 Bottom，除非是纯函数且所有参数都是常量
+    newState = SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    break;
+  case Instruction::kGetElementPtr: {
+    // GEP 指令计算地址，通常其结果值（地址指向的内容）是 Bottom
+    // 除非所有索引和基指针都是常量，指向一个确定常量值的内存位置
+    bool all_ops_constant = true;
+    for (unsigned i = 0; i < inst->getNumOperands(); ++i) {
+      if (GetValueState(inst->getOperand(i)).state != LatticeVal::Constant) {
+        all_ops_constant = false;
+        break;
+      }
+    }
+    // 即使地址是常量，地址处的内容通常不是。所以通常是 Bottom
+    newState = SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    break;
+  }
+  case Instruction::kPhi: {
+    PhiInst *phi = static_cast<PhiInst *>(inst);
+    SSAPValue phiResult = SSAPValue(); // 初始为 Top
+
+    for (unsigned i = 0; i < phi->getNumIncomingValues(); ++i) {
+      Value *incomingVal = phi->getIncomingValue(i);
+      BasicBlock *incomingBlock = phi->getIncomingBlock(i);
+
+      if (executableBlocks.count(incomingBlock)) { // 仅考虑可执行前驱
+        phiResult = Meet(phiResult, GetValueState(incomingVal));
+        if (phiResult.state == LatticeVal::Bottom)
+          break; // 如果已经 Bottom，则提前退出
+      }
+    }
+    newState = phiResult;
+    break;
+  }
+  case Instruction::kAlloca: // 对应 kAlloca
+    // Alloca 分配内存，返回一个指针，其内容是 Bottom
+    newState = SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    break;
+  case Instruction::kBr:     // 对应 kBr
+  case Instruction::kCondBr: // 对应 kCondBr
+  case Instruction::kReturn: // 对应 kReturn
+  case Instruction::kUnreachable: // 对应 kUnreachable
+    // 终结符指令不产生值
+    newState = SSAPValue(); // 保持 Top
+    break;
+  case Instruction::kMemset:
+    // Memset 不产生值，但有副作用，不进行常量传播
+    newState = SSAPValue(LatticeVal::Bottom);
+    break;
+  default:
+    if (DEBUG) {
+      std::cout << "Unimplemented instruction kind in SCCP: " << inst->getKind() << std::endl;
+    }
+    newState = SSAPValue(LatticeVal::Bottom); // 未知指令保守处理为 Bottom
+    break;
+  }
+  UpdateState(inst, newState);
+
+  // 特殊处理终结符指令，影响 CFG 边的可达性
+  if (inst->isTerminator()) {
+    if (inst->isBranch()) {
+
+      if (inst->isCondBr()) { // 使用 kCondBr
+        CondBrInst *branchInst = static_cast<CondBrInst *>(inst);
+        SSAPValue condVal = GetValueState(branchInst->getOperand(0));
+        if (condVal.state == LatticeVal::Constant) {
+          bool condition_is_true = false;
+          if (condVal.constant_type == ValueType::Integer) {
+            condition_is_true = (std::get<int>(condVal.constantVal) != 0);
+          } else if (condVal.constant_type == ValueType::Float) {
+            condition_is_true = (std::get<float>(condVal.constantVal) != 0.0f);
+          }
+
+          if (condition_is_true) {
+            AddEdgeToWorkList(branchInst->getParent(), branchInst->getThenBlock());
+          } else {
+            AddEdgeToWorkList(branchInst->getParent(), branchInst->getElseBlock());
+          }
+        } else { // 条件是 Top 或 Bottom，两条路径都可能
+          AddEdgeToWorkList(branchInst->getParent(), branchInst->getThenBlock());
+          AddEdgeToWorkList(branchInst->getParent(), branchInst->getElseBlock());
+        }
+      } else { // 无条件分支 (kBr)
+        UncondBrInst *branchInst = static_cast<UncondBrInst *>(inst);
+        AddEdgeToWorkList(branchInst->getParent(), branchInst->getBlock());
+      }
+    }
+  }
+}
+
+// 辅助函数：处理单条控制流边
+void SCCPContext::ProcessEdge(const std::pair<BasicBlock *, BasicBlock *> &edge) {
+  BasicBlock *fromBB = edge.first;
+  BasicBlock *toBB = edge.second;
+
+  MarkBlockExecutable(toBB);
+
+  // 对于目标块中的所有 Phi 指令，重新评估其值，因为可能有新的前驱被激活
+  for (auto &inst_ptr : toBB->getInstructions()) {
+    if (dynamic_cast<PhiInst *>(inst_ptr.get())) {
+      instWorkList.push(inst_ptr.get());
+    }
+  }
+}
+
+// 阶段1: 常量传播与折叠
+bool SCCPContext::PropagateConstants(Function *func) {
+  bool changed = false;
+
+  // 初始化：所有值 Top，所有块不可执行
+  for (auto &bb_ptr : func->getBasicBlocks()) {
+    executableBlocks.erase(bb_ptr.get());
+    for (auto &inst_ptr : bb_ptr->getInstructions()) {
+      valueState[inst_ptr.get()] = SSAPValue(); // Top
+    }
+  }
+
+  // 标记入口块为可执行
+  if (!func->getBasicBlocks().empty()) {
+    MarkBlockExecutable(func->getEntryBlock());
+  }
+
+  // 主循环：处理工作列表直到不动点
+  while (!instWorkList.empty() || !edgeWorkList.empty()) {
+    while (!edgeWorkList.empty()) {
+      ProcessEdge(edgeWorkList.front());
+      edgeWorkList.pop();
+    }
+
+    while (!instWorkList.empty()) {
+      Instruction *inst = instWorkList.front();
+      instWorkList.pop();
+      ProcessInstruction(inst);
+    }
+  }
+
+  // 应用常量替换和死代码消除
+  std::vector<Instruction *> instsToDelete;
+  for (auto &bb_ptr : func->getBasicBlocks()) {
+    BasicBlock *bb = bb_ptr.get();
+    if (!executableBlocks.count(bb)) {
+      // 整个块是死块，标记所有指令删除
+      for (auto &inst_ptr : bb->getInstructions()) {
+        instsToDelete.push_back(inst_ptr.get());
+      }
+      changed = true;
+      continue;
+    }
+    for (auto it = bb->begin(); it != bb->end();) {
+      Instruction *inst = it->get();
+      SSAPValue ssaPVal = GetValueState(inst);
+
+      if (ssaPVal.state == LatticeVal::Constant) {
+        ConstantValue *constVal = nullptr;
+        if (ssaPVal.constant_type == ValueType::Integer) {
+          constVal = ConstantInteger::get(std::get<int>(ssaPVal.constantVal));
+        } else if (ssaPVal.constant_type == ValueType::Float) {
+          constVal = ConstantFloating::get(std::get<float>(ssaPVal.constantVal));
+        } else {
+          constVal = UndefinedValue::get(inst->getType()); // 不应发生
+        }
+
+        if (DEBUG) {
+          std::cout << "Replacing " << inst->getName() << " with constant ";
+          if (ssaPVal.constant_type == ValueType::Integer)
+            std::cout << std::get<int>(ssaPVal.constantVal);
+          else
+            std::cout << std::get<float>(ssaPVal.constantVal);
+          std::cout << std::endl;
+        }
+        inst->replaceAllUsesWith(constVal);
+        instsToDelete.push_back(inst);
+        ++it;
+        changed = true;
+      } else {
+        // 如果操作数是常量，直接替换为常量值（常量折叠）
+        for (unsigned i = 0; i < inst->getNumOperands(); ++i) {
+          Value *operand = inst->getOperand(i);
+          SSAPValue opVal = GetValueState(operand);
+          if (opVal.state == LatticeVal::Constant) {
+            ConstantValue *constOp = nullptr;
+            if (opVal.constant_type == ValueType::Integer) {
+              constOp = ConstantInteger::get(std::get<int>(opVal.constantVal));
+            } else if (opVal.constant_type == ValueType::Float) {
+              constOp = ConstantFloating::get(std::get<float>(opVal.constantVal));
+            } else {
+              constOp = UndefinedValue::get(operand->getType());
+            }
+
+            if (constOp != operand) {
+              inst->setOperand(i, constOp);
+              changed = true;
+            }
+          }
+        }
+        ++it;
+      }
+    }
+  }
+
+  // 实际删除指令
+  // TODO: 删除的逻辑需要考虑修改
+  for (Instruction *inst : instsToDelete) {
+    // 在尝试删除之前，先检查指令是否仍然附加到其父基本块。
+    // 如果它已经没有父块，可能说明它已被其他方式处理或已处于无效状态。
+    if (inst->getParent() != nullptr) {
+      // 调用负责完整删除的函数，该函数应负责清除uses并将其从父块中移除。
+      SysYIROptUtils::usedelete(inst);
+    } 
+    else {
+        // 指令已不属于任何父块，无需再次删除。
+        if (DEBUG) {
+            std::cerr << "Info: Instruction " << inst->getName() << " was already detached or is not in a parent block." << std::endl;
+        }
+    }
+  }
+  return changed;
+}
+
+// 阶段2: 控制流简化
+bool SCCPContext::SimplifyControlFlow(Function *func) {
+  bool changed = false;
+
+  // 重新确定可达块，因为 PropagateConstants 可能改变了分支条件
+  std::unordered_set<BasicBlock *> newReachableBlocks = FindReachableBlocks(func);
+
+  // 移除不可达块
+  std::vector<BasicBlock *> blocksToDelete;
+  for (auto &bb_ptr : func->getBasicBlocks()) {
+    if (bb_ptr.get() == func->getEntryBlock())
+      continue; // 入口块不能删除
+    if (newReachableBlocks.find(bb_ptr.get()) == newReachableBlocks.end()) {
+      blocksToDelete.push_back(bb_ptr.get());
+      changed = true;
+    }
+  }
+  for (BasicBlock *bb : blocksToDelete) {
+    RemoveDeadBlock(bb, func);
+  }
+
+  // 简化分支指令
+  for (auto &bb_ptr : func->getBasicBlocks()) {
+    BasicBlock *bb = bb_ptr.get();
+    if (!newReachableBlocks.count(bb))
+      continue; // 只处理可达块
+
+    Instruction *terminator = bb->terminator()->get();
+    if (terminator->isBranch()) {
+
+      if (terminator->isCondBr()) { // 检查是否是条件分支 (kCondBr)
+        CondBrInst *branchInst = static_cast<CondBrInst *>(terminator);
+        SSAPValue condVal = GetValueState(branchInst->getOperand(0));
+        if (condVal.state == LatticeVal::Constant) {
+          bool condition_is_true = false;
+          if (condVal.constant_type == ValueType::Integer) {
+            condition_is_true = (std::get<int>(condVal.constantVal) != 0);
+          } else if (condVal.constant_type == ValueType::Float) {
+            condition_is_true = (std::get<float>(condVal.constantVal) != 0.0f);
+          }
+          SimplifyBranch(branchInst, condition_is_true);
+          changed = true;
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  return changed;
+}
+
+// 查找所有可达的基本块 (基于常量条件)
+std::unordered_set<BasicBlock *> SCCPContext::FindReachableBlocks(Function *func) {
+  std::unordered_set<BasicBlock *> reachable;
+  std::queue<BasicBlock *> q;
+
+  if (func->getEntryBlock()) {
+    q.push(func->getEntryBlock());
+    reachable.insert(func->getEntryBlock());
+  }
+
+  while (!q.empty()) {
+    BasicBlock *currentBB = q.front();
+    q.pop();
+
+    Instruction *terminator = currentBB->terminator()->get();
+    if (!terminator)
+      continue;
+
+    if (terminator->isBranch()) {
+      if (terminator->isCondBr()) { // 检查是否是条件分支 (kCondBr)
+        CondBrInst *branchInst = static_cast<CondBrInst *>(terminator);
+        SSAPValue condVal = GetValueState(branchInst->getOperand(0));
+        if (condVal.state == LatticeVal::Constant) {
+          bool condition_is_true = false;
+          if (condVal.constant_type == ValueType::Integer) {
+            condition_is_true = (std::get<int>(condVal.constantVal) != 0);
+          } else if (condVal.constant_type == ValueType::Float) {
+            condition_is_true = (std::get<float>(condVal.constantVal) != 0.0f);
+          }
+
+          if (condition_is_true) {
+            BasicBlock *trueBlock = branchInst->getThenBlock();
+            if (reachable.find(trueBlock) == reachable.end()) {
+              reachable.insert(trueBlock);
+              q.push(trueBlock);
+            }
+          } else {
+            BasicBlock *falseBlock = branchInst->getElseBlock();
+            if (reachable.find(falseBlock) == reachable.end()) {
+              reachable.insert(falseBlock);
+              q.push(falseBlock);
+            }
+          }
+        } else { // 条件是 Top 或 Bottom，两条路径都可达
+          for (auto succ : branchInst->getSuccessors()) {
+            if (reachable.find(succ) == reachable.end()) {
+              reachable.insert(succ);
+              q.push(succ);
+            }
+          }
+        }
+      } else { // 无条件分支 (kBr)
+        UncondBrInst *branchInst = static_cast<UncondBrInst *>(terminator);
+        BasicBlock *targetBlock = branchInst->getBlock();
+        if (reachable.find(targetBlock) == reachable.end()) {
+          reachable.insert(targetBlock);
+          q.push(targetBlock);
+        }
+      }
+    } else if (terminator->isReturn() || terminator->isUnreachable()) {
+      // ReturnInst 没有后继，不需要处理
+      // UnreachableInst 也没有后继，不需要处理
+    }
+  }
+  return reachable;
+}
+
+// 移除死块
+void SCCPContext::RemoveDeadBlock(BasicBlock *bb, Function *func) {
+  if (DEBUG) {
+    std::cout << "Removing dead block: " << bb->getName() << std::endl;
+  }
+  // 首先更新其所有前驱的终结指令，移除指向死块的边
+  std::vector<BasicBlock *> preds_to_update;
+  for (auto &pred : bb->getPredecessors()) {
+    if (pred != nullptr) { // 检查是否为空指针
+        preds_to_update.push_back(pred);
+    }
+  }
+  for (BasicBlock *pred : preds_to_update) {
+    if (executableBlocks.count(pred)) {
+      UpdateTerminator(pred, bb);
+    }
+  }
+
+  // 移除其后继的 Phi 节点的入边
+  std::vector<BasicBlock *> succs_to_update;
+  for (auto succ : bb->getSuccessors()) {
+    succs_to_update.push_back(succ);
+  }
+  for (BasicBlock *succ : succs_to_update) {
+    RemovePhiIncoming(succ, bb);
+    succ->removePredecessor(bb);
+  }
+
+  func->removeBasicBlock(bb); // 从函数中移除基本块
+}
+
+// 简化分支（将条件分支替换为无条件分支）
+void SCCPContext::SimplifyBranch(CondBrInst *brInst, bool condVal) {
+  BasicBlock *parentBB = brInst->getParent();
+  BasicBlock *trueBlock = brInst->getThenBlock();
+  BasicBlock *falseBlock = brInst->getElseBlock();
+
+  if (DEBUG) {
+    std::cout << "Simplifying branch in " << parentBB->getName() << ": cond is " << (condVal ? "true" : "false")
+              << std::endl;
+  }
+
+  builder->setPosition(parentBB, parentBB->findInstIterator(brInst));
+  if (condVal) {                            // 条件为真，跳转到真分支
+    builder->createUncondBrInst(trueBlock); // 插入无条件分支 kBr
+    SysYIROptUtils::usedelete(brInst);      // 移除旧的条件分支指令
+    parentBB->removeSuccessor(falseBlock);
+    falseBlock->removePredecessor(parentBB);
+    RemovePhiIncoming(falseBlock, parentBB);
+  } else {                                   // 条件为假，跳转到假分支
+    builder->createUncondBrInst(falseBlock); // 插入无条件分支 kBr
+    SysYIROptUtils::usedelete(brInst);       // 移除旧的条件分支指令
+    parentBB->removeSuccessor(trueBlock);
+    trueBlock->removePredecessor(parentBB);
+    RemovePhiIncoming(trueBlock, parentBB);
+  }
+}
+
+// 更新前驱块的终结指令（当一个后继块被移除时）
+void SCCPContext::UpdateTerminator(BasicBlock *predBB, BasicBlock *removedSucc) {
+  Instruction *terminator = predBB->terminator()->get();
+  if (!terminator)
+    return;
+
+  if (terminator->isBranch()) {
+    if (terminator->isCondBr()) { // 如果是条件分支
+      CondBrInst *branchInst = static_cast<CondBrInst *>(terminator);
+      if (branchInst->getThenBlock() == removedSucc) {
+        if (DEBUG) {
+          std::cout << "Updating cond br in " << predBB->getName() << ": True block (" << removedSucc->getName()
+                    << ") removed. Converting to Br to " << branchInst->getElseBlock()->getName() << std::endl;
+        }
+        builder->setPosition(predBB, predBB->findInstIterator(branchInst));
+        builder->createUncondBrInst(branchInst->getElseBlock());
+        SysYIROptUtils::usedelete(branchInst);
+        predBB->removeSuccessor(removedSucc);
+      } else if (branchInst->getElseBlock() == removedSucc) {
+        if (DEBUG) {
+          std::cout << "Updating cond br in " << predBB->getName() << ": False block (" << removedSucc->getName()
+                    << ") removed. Converting to Br to " << branchInst->getThenBlock()->getName() << std::endl;
+        }
+        builder->setPosition(predBB, predBB->findInstIterator(branchInst));
+        builder->createUncondBrInst(branchInst->getThenBlock());
+        SysYIROptUtils::usedelete(branchInst);
+        predBB->removeSuccessor(removedSucc);
+      }
+    } else { // 无条件分支 (kBr)
+      UncondBrInst *branchInst = static_cast<UncondBrInst *>(terminator);
+      if (branchInst->getBlock() == removedSucc) {
+        if (DEBUG) {
+          std::cout << "Updating unconditional br in " << predBB->getName() << ": Target block ("
+                    << removedSucc->getName() << ") removed. Replacing with Unreachable." << std::endl;
+        }
+        SysYIROptUtils::usedelete(branchInst);
+        predBB->removeSuccessor(removedSucc);
+        builder->setPosition(predBB, predBB->end());
+        builder->createUnreachableInst();
+      }
+    }
+  }
+}
+
+// 移除 Phi 节点的入边（当其前驱块被移除时）
+void SCCPContext::RemovePhiIncoming(BasicBlock *phiParentBB, BasicBlock *removedPred) { // 修正 removedPred 类型
+  std::vector<Instruction *> insts_to_check;
+  for (auto &inst_ptr : phiParentBB->getInstructions()) {
+    insts_to_check.push_back(inst_ptr.get());
+  }
+
+  for (Instruction *inst : insts_to_check) {
+    if (auto phi = dynamic_cast<PhiInst *>(inst)) {
+      phi->delBlk(removedPred);
+    }
+  }
+}
+
+// 运行 SCCP 优化
+void SCCPContext::run(Function *func, AnalysisManager &AM) {
+  bool changed_constant_propagation = PropagateConstants(func);
+  bool changed_control_flow = SimplifyControlFlow(func);
+
+  // 如果任何一个阶段修改了 IR，标记分析结果为失效
+  if (changed_constant_propagation || changed_control_flow) {
+    // AM.invalidate(); // 假设有这样的方法来使所有分析结果失效
+  }
+}
+
+// SCCP Pass methods
+bool SCCP::runOnFunction(Function *F, AnalysisManager &AM) {
+  if (DEBUG) {
+    std::cout << "Running SCCP on function: " << F->getName() << std::endl;
+  }
+  SCCPContext context(builder);
+  context.run(F, AM);
+  return true;
+}
+
+void SCCP::getAnalysisUsage(std::set<void *> &analysisDependencies, std::set<void *> &analysisInvalidations) const {
+  // analysisInvalidations.insert(nullptr); // 表示使所有默认分析失效
+  analysisInvalidations.insert(&DominatorTreeAnalysisPass::ID); // 支配树可能受影响
+  analysisInvalidations.insert(&LivenessAnalysisPass::ID); // 活跃性分析很可能失效
+}
+
+} // namespace sysy

src/midend/Pass/Optimize/SysYIRCFGOpt.cpp

@@ -91,13 +91,11 @@ bool SysYCFGOptUtils::SysYBlockMerge(Function *func) {
           auto thelastinstinst = block->end();
           (--thelastinstinst);
           if (thelastinstinst->get()->isUnconditional()) {
-            SysYIROptUtils::usedelete(thelastinstinst->get());
-            thelastinstinst = block->getInstructions().erase(thelastinstinst);
+            thelastinstinst = SysYIROptUtils::usedelete(thelastinstinst);
           } else if (thelastinstinst->get()->isConditional()) {
             // 如果是条件分支，判断条件是否相同，主要优化相同布尔表达式
             if (thelastinstinst->get()->getOperand(1)->getName() == thelastinstinst->get()->getOperand(1)->getName()) {
-              SysYIROptUtils::usedelete(thelastinstinst->get());
-              thelastinstinst = block->getInstructions().erase(thelastinstinst); 
+              thelastinstinst = SysYIROptUtils::usedelete(thelastinstinst);
             }
           }
         }
@@ -164,8 +162,7 @@ bool SysYCFGOptUtils::SysYDelNoPreBLock(Function *func) {
     if (!blockIter->get()->getreachable()) {
       for (auto instIter = blockIter->get()->getInstructions().begin();
           instIter != blockIter->get()->getInstructions().end();) {
-        SysYIROptUtils::usedelete(instIter->get());
-        instIter = blockIter->get()->getInstructions().erase(instIter);
+        instIter = SysYIROptUtils::usedelete(instIter);
       }
     }
   }
@@ -306,10 +303,9 @@ bool SysYCFGOptUtils::SysYDelEmptyBlock(Function *func, IRBuilder* pBuilder) {
       if (dynamic_cast<BasicBlock *>(thelastinst->get()->getOperand(1)) ==
           dynamic_cast<BasicBlock *>(thelastinst->get()->getOperand(2))) {
         auto thebrBlock = dynamic_cast<BasicBlock *>(thelastinst->get()->getOperand(1));
-        SysYIROptUtils::usedelete(thelastinst->get());
-        thelastinst = basicBlock->getInstructions().erase(thelastinst);
+        thelastinst = SysYIROptUtils::usedelete(thelastinst);
         pBuilder->setPosition(basicBlock.get(), basicBlock->end());
-        pBuilder->createUncondBrInst(thebrBlock, {});
+        pBuilder->createUncondBrInst(thebrBlock);
         changed = true; // 标记IR被修改
         continue;
       }
@@ -345,10 +341,9 @@ bool SysYCFGOptUtils::SysYDelEmptyBlock(Function *func, IRBuilder* pBuilder) {
       if (dynamic_cast<BasicBlock *>(thelastinst->get()->getOperand(1)) ==
           dynamic_cast<BasicBlock *>(thelastinst->get()->getOperand(2))) {
         auto thebrBlock = dynamic_cast<BasicBlock *>(thelastinst->get()->getOperand(1));
-        SysYIROptUtils::usedelete(thelastinst->get());
-        thelastinst = basicBlock->getInstructions().erase(thelastinst);
+        thelastinst = SysYIROptUtils::usedelete(thelastinst);
         pBuilder->setPosition(basicBlock.get(), basicBlock->end());
-        pBuilder->createUncondBrInst(thebrBlock, {});
+        pBuilder->createUncondBrInst(thebrBlock);
         changed = true; // 标记IR被修改
         continue;
       }
@@ -425,9 +420,7 @@ bool SysYCFGOptUtils::SysYDelEmptyBlock(Function *func, IRBuilder* pBuilder) {
 
       for (auto instIter = iter->get()->getInstructions().begin();
          instIter != iter->get()->getInstructions().end();) {
-        SysYIROptUtils::usedelete(instIter->get()); // 仅删除 use 关系
-        // 显式地从基本块中删除指令并更新迭代器
-        instIter = iter->get()->getInstructions().erase(instIter);
+        instIter = SysYIROptUtils::usedelete(instIter);
       }
       // 删除不可达基本块的phi指令的操作数
       for (auto &succ : iter->get()->getSuccessors()) {
@@ -523,12 +516,11 @@ bool SysYCFGOptUtils::SysYCondBr2Br(Function *func, IRBuilder* pBuilder) {
 
         auto thenBlock = dynamic_cast<BasicBlock *>(thelast->get()->getOperand(1));
         auto elseBlock = dynamic_cast<BasicBlock *>(thelast->get()->getOperand(2));
-        SysYIROptUtils::usedelete(thelast->get());
-        thelast = basicblock->getInstructions().erase(thelast);
+        thelast = SysYIROptUtils::usedelete(thelast);
         if ((constfloat_Use && constfloat == 1.0F) || (constint_Use && constint == 1)) {
           // cond为true或非0
           pBuilder->setPosition(basicblock.get(), basicblock->end());
-          pBuilder->createUncondBrInst(thenBlock, {});
+          pBuilder->createUncondBrInst(thenBlock);
           
           // 更新CFG关系
           basicblock->removeSuccessor(elseBlock);
@@ -546,7 +538,7 @@ bool SysYCFGOptUtils::SysYCondBr2Br(Function *func, IRBuilder* pBuilder) {
         } else { // cond为false或0
 
           pBuilder->setPosition(basicblock.get(), basicblock->end());
-          pBuilder->createUncondBrInst(elseBlock, {});
+          pBuilder->createUncondBrInst(elseBlock);
 
           // 更新CFG关系
           basicblock->removeSuccessor(thenBlock);

src/midend/Pass/Pass.cpp

@@ -3,6 +3,9 @@
 #include "SysYIRCFGOpt.h"
 #include "SysYIRPrinter.h"
 #include "DCE.h"
+#include "Mem2Reg.h"
+#include "Reg2Mem.h"
+#include "SCCP.h"
 #include "Pass.h"
 #include <iostream>
 #include <queue>
@@ -44,6 +47,12 @@ void PassManager::runOptimizationPipeline(Module* moduleIR, IRBuilder* builderIR
     registerOptimizationPass<SysYCondBr2BrPass>(builderIR);
     registerOptimizationPass<SysYAddReturnPass>(builderIR);
 
+    registerOptimizationPass<DCE>();
+    registerOptimizationPass<Mem2Reg>(builderIR);
+    registerOptimizationPass<Reg2Mem>(builderIR);
+
+    registerOptimizationPass<SCCP>(builderIR);
+
     if (optLevel >= 1) {
       //经过设计安排优化遍的执行顺序以及执行逻辑
       if (DEBUG) std::cout << "Applying -O1 optimizations.\n";
@@ -58,10 +67,47 @@ void PassManager::runOptimizationPipeline(Module* moduleIR, IRBuilder* builderIR
       this->addPass(&SysYAddReturnPass::ID);
       this->run(); 
 
+      if(DEBUG) {
+        std::cout << "=== IR After CFGOpt Optimizations ===\n";
+        printPasses();
+      }
+
       this->clearPasses();
       this->addPass(&DCE::ID); 
       this->run();
 
+      if(DEBUG) {
+        std::cout << "=== IR After DCE Optimizations ===\n";
+        printPasses();
+      }
+
+      this->clearPasses();
+      this->addPass(&Mem2Reg::ID);
+      this->run();
+
+      if(DEBUG) {
+        std::cout << "=== IR After Mem2Reg Optimizations ===\n";
+        printPasses();
+      }
+
+      this->clearPasses();
+      this->addPass(&SCCP::ID);
+      this->run();
+
+      if(DEBUG) {
+        std::cout << "=== IR After SCCP Optimizations ===\n";
+        printPasses();
+      }
+
+      this->clearPasses();
+      this->addPass(&Reg2Mem::ID);
+      this->run();
+
+      if(DEBUG) {
+        std::cout << "=== IR After Reg2Mem Optimizations ===\n";
+        printPasses();
+      }
+
       if (DEBUG) std::cout << "--- Custom optimization sequence finished ---\n";
     }
 
@@ -152,6 +198,20 @@ bool PassManager::run() {
 
 }
 
+void PassManager::printPasses() const {
+  std::cout << "Registered Passes:\n";
+  for (const auto &p : passes) {
+    std::cout << " - " << p->getName() << " (Granularity: " 
+              << static_cast<int>(p->getGranularity()) 
+              << ", Kind: " << static_cast<int>(p->getPassKind()) << ")\n";
+  }
+  std::cout << "Total Passes: " << passes.size() << "\n";
+  if (pmodule) {
+    SysYPrinter printer(pmodule);
+    std::cout << "Module IR:\n";
+    printer.printIR();
+  }
+}
 
 template <typename AnalysisPassType> void registerAnalysisPass() {
   PassRegistry::getPassRegistry().registerPass(&AnalysisPassType::ID,

src/midend/SysYIRGenerator.cpp

@@ -94,7 +94,11 @@ std::any SysYIRGenerator::visitGlobalConstDecl(SysYParser::GlobalConstDeclContex
     Utils::tree2Array(type, root, dims, dims.size(), values, &builder);
     delete root;
     // 创建全局常量变量，并更新符号表
-    module->createConstVar(name, Type::getPointerType(type), values, dims);
+    Type* variableType = type;
+    if (!dims.empty()) { // 如果有维度，说明是数组
+        variableType = buildArrayType(type, dims); // 构建完整的 ArrayType
+    }
+    module->createConstVar(name, Type::getPointerType(variableType), values);
   }
   return std::any();
 }
@@ -123,13 +127,13 @@ std::any SysYIRGenerator::visitGlobalVarDecl(SysYParser::GlobalVarDeclContext *c
     if (!dims.empty()) { // 如果有维度，说明是数组
         variableType = buildArrayType(type, dims); // 构建完整的 ArrayType
     }
-    module->createGlobalValue(name, Type::getPointerType(variableType), dims, values);
+    module->createGlobalValue(name, Type::getPointerType(variableType), values);
   }
   return std::any();
 }
 
-std::any SysYIRGenerator::visitConstDecl(SysYParser::ConstDeclContext *ctx){
-  Type* type = std::any_cast<Type *>(visitBType(ctx->bType()));
+std::any SysYIRGenerator::visitConstDecl(SysYParser::ConstDeclContext *ctx) {
+  Type *type = std::any_cast<Type *>(visitBType(ctx->bType()));
   for (const auto constDef : ctx->constDef()) {
     std::vector<Value *> dims = {};
     std::string name = constDef->Ident()->getText();
@@ -140,14 +144,112 @@ std::any SysYIRGenerator::visitConstDecl(SysYParser::ConstDeclContext *ctx){
       }
     }
 
-    ArrayValueTree* root = std::any_cast<ArrayValueTree *>(constDef->constInitVal()->accept(this));
+    Type *variableType = type;
+    if (!dims.empty()) {
+      variableType = buildArrayType(type, dims); // 构建完整的 ArrayType
+    }
+
+    // 显式地为局部常量在栈上分配空间
+    // alloca 的类型将是指针指向常量类型，例如 `int*` 或 `int[2][3]*`
+    AllocaInst *alloca = builder.createAllocaInst(Type::getPointerType(variableType), name);
+
+    ArrayValueTree *root = std::any_cast<ArrayValueTree *>(constDef->constInitVal()->accept(this));
     ValueCounter values;
     Utils::tree2Array(type, root, dims, dims.size(), values, &builder);
     delete root;
 
-    module->createConstVar(name, Type::getPointerType(type), values, dims);
+    // 根据维度信息进行 store 初始化
+    if (dims.empty()) { // 标量常量初始化
+      // 局部常量必须有初始值，且通常是单个值
+      if (!values.getValues().empty()) {
+        builder.createStoreInst(values.getValue(0), alloca);
+      } else {
+        // 错误处理：局部标量常量缺少初始化值
+        // 或者可以考虑默认初始化为0，但这通常不符合常量的语义
+        assert(false && "Local scalar constant must have an initialization value!");
+        return std::any(); // 直接返回，避免继续执行
+      }
+    } else { // 数组常量初始化
+      const std::vector<sysy::Value *> &counterValues = values.getValues();
+      const std::vector<unsigned> &counterNumbers = values.getNumbers();
+      int numElements = 1;
+      std::vector<int> dimSizes;
+      for (Value *dimVal : dims) {
+        if (ConstantInteger *constInt = dynamic_cast<ConstantInteger *>(dimVal)) {
+          int dimSize = constInt->getInt();
+          numElements *= dimSize;
+          dimSizes.push_back(dimSize);
+        }
+        // TODO else 错误处理：数组维度必须是常量（对于静态分配）
+        else {
+          assert(false && "Array dimension must be a constant integer!");
+          return std::any(); // 直接返回，避免继续执行
+        }
+      }
+      unsigned int elementSizeInBytes = type->getSize();
+      unsigned int totalSizeInBytes = numElements * elementSizeInBytes;
+
+      // 检查是否所有初始化值都是零
+      bool allValuesAreZero = false;
+      if (counterValues.empty()) { // 如果没有提供初始化值，通常视为全零初始化
+        allValuesAreZero = true;
+      } else {
+        allValuesAreZero = true;
+        for (Value *val : counterValues) {
+          if (ConstantInteger *constInt = dynamic_cast<ConstantInteger *>(val)) {
+            if (constInt->getInt() != 0) {
+              allValuesAreZero = false;
+              break;
+            }
+          } else { // 如果不是常量整数，则不能确定是零
+            allValuesAreZero = false;
+            break;
+          }
+        }
+      }
+
+      if (allValuesAreZero) {
+        builder.createMemsetInst(alloca, ConstantInteger::get(0), ConstantInteger::get(totalSizeInBytes),
+                                 ConstantInteger::get(0));
+      } else {
+        int linearIndexOffset = 0; // 用于追踪当前处理的线性索引的偏移量
+        for (int k = 0; k < counterValues.size(); ++k) {
+          // 当前 Value 的值和重复次数
+          Value *currentValue = counterValues[k];
+          unsigned currentRepeatNum = counterNumbers[k];
+
+          for (unsigned i = 0; i < currentRepeatNum; ++i) {
+            std::vector<Value *> currentIndices;
+            int tempLinearIndex = linearIndexOffset + i; // 使用偏移量和当前重复次数内的索引
+
+            // 将线性索引转换为多维索引
+            for (int dimIdx = dimSizes.size() - 1; dimIdx >= 0; --dimIdx) {
+              currentIndices.insert(currentIndices.begin(),
+                                    ConstantInteger::get(static_cast<int>(tempLinearIndex % dimSizes[dimIdx])));
+              tempLinearIndex /= dimSizes[dimIdx];
+            }
+
+            // 对于局部数组，alloca 本身就是 GEP 的基指针。
+            // GEP 的第一个索引必须是 0，用于“步过”整个数组。
+            std::vector<Value *> gepIndicesForInit;
+            gepIndicesForInit.push_back(ConstantInteger::get(0));
+            gepIndicesForInit.insert(gepIndicesForInit.end(), currentIndices.begin(), currentIndices.end());
+
+            // 计算元素的地址
+            Value *elementAddress = getGEPAddressInst(alloca, gepIndicesForInit);
+            // 生成 store 指令
+            builder.createStoreInst(currentValue, elementAddress);
+          }
+          // 更新线性索引偏移量，以便下一次迭代从正确的位置开始
+          linearIndexOffset += currentRepeatNum;
+        }
+      }
+    }
+
+    // 更新符号表，将常量名称与 AllocaInst 关联起来
+    module->addVariable(name, alloca);
   }
-  return 0;
+  return std::any();
 }
 
 std::any SysYIRGenerator::visitVarDecl(SysYParser::VarDeclContext *ctx) {
@@ -170,7 +272,7 @@ std::any SysYIRGenerator::visitVarDecl(SysYParser::VarDeclContext *ctx) {
     // 对于数组，alloca 的类型将是指针指向数组类型，例如 `int[2][3]*`
     // 对于标量，alloca 的类型将是指针指向标量类型，例如 `int*`
     AllocaInst* alloca =
-        builder.createAllocaInst(Type::getPointerType(variableType), {}, name);
+        builder.createAllocaInst(Type::getPointerType(variableType), name);
 
     if (varDef->initVal() != nullptr) {
       ValueCounter values;
@@ -408,7 +510,7 @@ std::any SysYIRGenerator::visitFuncDef(SysYParser::FuncDefContext *ctx){
   auto funcArgs = function->getArguments();
   std::vector<AllocaInst *> allocas;
   for (int i = 0; i < paramActualTypes.size(); ++i) {
-    AllocaInst *alloca = builder.createAllocaInst(Type::getPointerType(paramActualTypes[i]), {}, paramNames[i]);
+    AllocaInst *alloca = builder.createAllocaInst(Type::getPointerType(paramActualTypes[i]), paramNames[i]);
     allocas.push_back(alloca);
     module->addVariable(paramNames[i], alloca);
   }
@@ -423,7 +525,7 @@ std::any SysYIRGenerator::visitFuncDef(SysYParser::FuncDefContext *ctx){
   BasicBlock* funcBodyEntry = function->addBasicBlock("funcBodyEntry_" + name);
   
   // 从 entryBB 无条件跳转到 funcBodyEntry
-  builder.createUncondBrInst(funcBodyEntry, {});
+  builder.createUncondBrInst(funcBodyEntry);
   builder.setPosition(funcBodyEntry,funcBodyEntry->end()); // 将插入点设置到 funcBodyEntry
 
   for (auto item : ctx->blockStmt()->blockItem()) {
@@ -518,12 +620,25 @@ std::any SysYIRGenerator::visitAssignStmt(SysYParser::AssignStmtContext *ctx) {
   Type* RType = RValue->getType();
 
   if (LType != RType) {
-    ConstantValue * constValue = dynamic_cast<ConstantValue *>(RValue);
+    ConstantValue *constValue = dynamic_cast<ConstantValue *>(RValue);
     if (constValue != nullptr) {
       if (LType == Type::getFloatType()) {
-        RValue = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constValue->getFloat()));
+        if(dynamic_cast<ConstantInteger *>(constValue)) {
+          // 如果是整型常量，转换为浮点型
+          RValue = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constValue->getInt()));
+        } else if (dynamic_cast<ConstantFloating *>(constValue)) {
+          // 如果是浮点型常量，直接使用
+          RValue = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constValue->getFloat()));
+        }
       } else { // 假设如果不是浮点型，就是整型
+        if(dynamic_cast<ConstantFloating *>(constValue)) {
+          // 如果是浮点型常量，转换为整型
+          RValue = ConstantInteger::get(static_cast<int>(constValue->getFloat()));
+        } else if (dynamic_cast<ConstantInteger *>(constValue)) {
+          // 如果是整型常量，直接使用
         RValue = ConstantInteger::get(static_cast<int>(constValue->getInt()));
+
+        }
       }
     } else {
       if (LType == Type::getFloatType()) {
@@ -575,7 +690,7 @@ std::any SysYIRGenerator::visitIfStmt(SysYParser::IfStmtContext *ctx) {
       ctx->stmt(0)->accept(this);
       module->leaveScope();
     }
-    builder.createUncondBrInst(exitBlock, {});
+    builder.createUncondBrInst(exitBlock);
     BasicBlock::conectBlocks(builder.getBasicBlock(), exitBlock);
 
     labelstring << "if_else.L" << builder.getLabelIndex();
@@ -592,7 +707,7 @@ std::any SysYIRGenerator::visitIfStmt(SysYParser::IfStmtContext *ctx) {
       ctx->stmt(1)->accept(this);
       module->leaveScope();
     }
-    builder.createUncondBrInst(exitBlock, {});
+    builder.createUncondBrInst(exitBlock);
     BasicBlock::conectBlocks(builder.getBasicBlock(), exitBlock);
 
     labelstring << "if_exit.L" << builder.getLabelIndex();
@@ -622,7 +737,7 @@ std::any SysYIRGenerator::visitIfStmt(SysYParser::IfStmtContext *ctx) {
       ctx->stmt(0)->accept(this);
       module->leaveScope();
     }
-    builder.createUncondBrInst(exitBlock, {});
+    builder.createUncondBrInst(exitBlock);
     BasicBlock::conectBlocks(builder.getBasicBlock(), exitBlock);
 
     labelstring << "if_exit.L" << builder.getLabelIndex();
@@ -644,7 +759,7 @@ std::any SysYIRGenerator::visitWhileStmt(SysYParser::WhileStmtContext *ctx) {
   labelstring << "while_head.L" << builder.getLabelIndex();
   BasicBlock *headBlock = function->addBasicBlock(labelstring.str());
   labelstring.str("");
-  builder.createUncondBrInst(headBlock, {});
+  builder.createUncondBrInst(headBlock);
   BasicBlock::conectBlocks(curBlock, headBlock);
   builder.setPosition(headBlock, headBlock->end());
 
@@ -677,7 +792,7 @@ std::any SysYIRGenerator::visitWhileStmt(SysYParser::WhileStmtContext *ctx) {
     module->leaveScope();
   }
 
-  builder.createUncondBrInst(headBlock, {});
+  builder.createUncondBrInst(headBlock);
   BasicBlock::conectBlocks(builder.getBasicBlock(), exitBlock);
   builder.popBreakBlock();
   builder.popContinueBlock();
@@ -693,14 +808,14 @@ std::any SysYIRGenerator::visitWhileStmt(SysYParser::WhileStmtContext *ctx) {
 
 std::any SysYIRGenerator::visitBreakStmt(SysYParser::BreakStmtContext *ctx) {
   BasicBlock* breakBlock = builder.getBreakBlock();
-  builder.createUncondBrInst(breakBlock, {});
+  builder.createUncondBrInst(breakBlock);
   BasicBlock::conectBlocks(builder.getBasicBlock(), breakBlock);
   return std::any();
 }
 
 std::any SysYIRGenerator::visitContinueStmt(SysYParser::ContinueStmtContext *ctx) {
   BasicBlock* continueBlock = builder.getContinueBlock();
-  builder.createUncondBrInst(continueBlock, {});
+  builder.createUncondBrInst(continueBlock);
   BasicBlock::conectBlocks(builder.getBasicBlock(), continueBlock);
   return std::any();
 }
@@ -712,22 +827,34 @@ std::any SysYIRGenerator::visitReturnStmt(SysYParser::ReturnStmtContext *ctx) {
   }
 
   Type* funcType = builder.getBasicBlock()->getParent()->getReturnType();
-    if (funcType!= returnValue->getType() && returnValue != nullptr) {
-      ConstantValue * constValue = dynamic_cast<ConstantValue *>(returnValue);
-      if (constValue != nullptr) {
-        if (funcType == Type::getFloatType()) {
-          returnValue = ConstantInteger::get(static_cast<float>(constValue->getInt()));
-        } else {
-          returnValue = ConstantFloating::get(static_cast<int>(constValue->getFloat()));
+  if (returnValue != nullptr && funcType!= returnValue->getType()) {
+    ConstantValue * constValue = dynamic_cast<ConstantValue *>(returnValue);
+    if (constValue != nullptr) {
+      if (funcType == Type::getFloatType()) {
+        if(dynamic_cast<ConstantInteger *>(constValue)) {
+          // 如果是整型常量，转换为浮点型
+          returnValue = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constValue->getInt()));
+        } else if (dynamic_cast<ConstantFloating *>(constValue)) {
+          // 如果是浮点型常量，直接使用
+          returnValue = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constValue->getInt()));
         }
       } else {
-        if (funcType == Type::getFloatType()) {
-          returnValue = builder.createIToFInst(returnValue);
-        } else {
-          returnValue = builder.createFtoIInst(returnValue);
+        if(dynamic_cast<ConstantFloating *>(constValue)) {
+          // 如果是浮点型常量，转换为整型
+          returnValue = ConstantInteger::get(static_cast<int>(constValue->getFloat()));
+        } else if (dynamic_cast<ConstantInteger *>(constValue)) {
+          // 如果是整型常量，直接使用
+          returnValue = ConstantInteger::get(static_cast<int>(constValue->getFloat()));
         }
       }
+    } else {
+      if (funcType == Type::getFloatType()) {
+        returnValue = builder.createIToFInst(returnValue);
+      } else {
+        returnValue = builder.createFtoIInst(returnValue);
+      }
     }
+  }
   builder.createReturnInst(returnValue);
 
   return std::any();
@@ -1045,20 +1172,34 @@ std::any SysYIRGenerator::visitMulExp(SysYParser::MulExpContext *ctx) {
       // 如果有一个操作数是浮点数，则将两个操作数都转换为浮点数
       if (operandType != floatType) {
         ConstantValue * constValue = dynamic_cast<ConstantValue *>(operand);
-        if (constValue != nullptr) 
-          operand = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constValue->getInt()));
+        if (constValue != nullptr) {
+          if(dynamic_cast<ConstantInteger *>(constValue)) {
+            // 如果是整型常量，转换为浮点型
+            operand = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constValue->getInt()));
+          } else if (dynamic_cast<ConstantFloating *>(constValue)) {
+            // 如果是浮点型常量，直接使用
+            operand = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constValue->getFloat()));
+          }
+        }
         else 
           operand = builder.createIToFInst(operand);
       } else if (resultType != floatType) {
         ConstantValue* constResult = dynamic_cast<ConstantValue *>(result);
-        if (constResult != nullptr) 
-          result = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constResult->getInt()));
-         else 
+        if (constResult != nullptr) {
+          if(dynamic_cast<ConstantInteger *>(constResult)) {
+            // 如果是整型常量，转换为浮点型
+            result = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constResult->getInt()));
+          } else if (dynamic_cast<ConstantFloating *>(constResult)) {
+            // 如果是浮点型常量，直接使用
+            result = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constResult->getFloat()));
+          }
+        }
+        else 
           result = builder.createIToFInst(result);
       }
 
-      ConstantValue* constResult = dynamic_cast<ConstantValue *>(result);
-      ConstantValue* constOperand = dynamic_cast<ConstantValue *>(operand);
+      ConstantFloating* constResult = dynamic_cast<ConstantFloating *>(result);
+      ConstantFloating* constOperand = dynamic_cast<ConstantFloating *>(operand);
       if (opType == SysYParser::MUL) {
         if ((constOperand != nullptr) && (constResult != nullptr)) {
           result = ConstantFloating::get(constResult->getFloat() *
@@ -1079,8 +1220,8 @@ std::any SysYIRGenerator::visitMulExp(SysYParser::MulExpContext *ctx) {
         assert(false);
       }
     } else {
-      ConstantValue * constResult = dynamic_cast<ConstantValue *>(result);
-      ConstantValue * constOperand = dynamic_cast<ConstantValue *>(operand);
+      ConstantInteger *constResult = dynamic_cast<ConstantInteger *>(result);
+      ConstantInteger *constOperand = dynamic_cast<ConstantInteger *>(operand);
       if (opType == SysYParser::MUL) {
         if ((constOperand != nullptr) && (constResult != nullptr)) 
           result = ConstantInteger::get(constResult->getInt() * constOperand->getInt());
@@ -1120,20 +1261,34 @@ std::any SysYIRGenerator::visitAddExp(SysYParser::AddExpContext *ctx) {
       // 类型转换
       if (operandType != floatType) {
         ConstantValue * constOperand = dynamic_cast<ConstantValue *>(operand);
-        if (constOperand != nullptr) 
-          operand = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constOperand->getInt()));
+        if (constOperand != nullptr) {
+          if(dynamic_cast<ConstantInteger *>(constOperand)) {
+            // 如果是整型常量，转换为浮点型
+            operand = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constOperand->getInt()));
+          } else if (dynamic_cast<ConstantFloating *>(constOperand)) {
+            // 如果是浮点型常量，直接使用
+            operand = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constOperand->getFloat()));
+          }
+        }
         else 
           operand = builder.createIToFInst(operand);
       } else if (resultType != floatType) {
         ConstantValue * constResult = dynamic_cast<ConstantValue *>(result);
-        if (constResult != nullptr) 
-          result = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constResult->getInt()));
+        if (constResult != nullptr) {
+          if(dynamic_cast<ConstantInteger *>(constResult)) {
+            // 如果是整型常量，转换为浮点型
+            result = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constResult->getInt()));
+          } else if (dynamic_cast<ConstantFloating *>(constResult)) {
+            // 如果是浮点型常量，直接使用
+            result = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constResult->getFloat()));
+          }
+        }
         else 
           result = builder.createIToFInst(result);
       }
 
-      ConstantValue *  constResult = dynamic_cast<ConstantValue *>(result);
-      ConstantValue *  constOperand = dynamic_cast<ConstantValue *>(operand);
+      ConstantFloating *constResult = dynamic_cast<ConstantFloating *>(result);
+      ConstantFloating *constOperand = dynamic_cast<ConstantFloating *>(operand);
       if (opType == SysYParser::ADD) {
         if ((constResult != nullptr) && (constOperand != nullptr))
           result = ConstantFloating::get(constResult->getFloat() + constOperand->getFloat());
@@ -1146,8 +1301,8 @@ std::any SysYIRGenerator::visitAddExp(SysYParser::AddExpContext *ctx) {
           result = builder.createFSubInst(result, operand);
       }
     } else {
-      ConstantValue *  constResult = dynamic_cast<ConstantValue *>(result);
-      ConstantValue *  constOperand = dynamic_cast<ConstantValue *>(operand);
+      ConstantInteger *constResult = dynamic_cast<ConstantInteger *>(result);
+      ConstantInteger *constOperand = dynamic_cast<ConstantInteger *>(operand);
       if (opType == SysYParser::ADD) {
         if ((constResult != nullptr) && (constOperand != nullptr))
           result = ConstantInteger::get(constResult->getInt() + constOperand->getInt());
@@ -1201,15 +1356,29 @@ std::any SysYIRGenerator::visitRelExp(SysYParser::RelExpContext *ctx) {
       // 浮点数处理
       if (resultType == floatType || operandType == floatType) {
         if (resultType != floatType) {
-          if (constResult != nullptr)
-            result = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constResult->getInt()));
+          if (constResult != nullptr){
+            if(dynamic_cast<ConstantInteger *>(constResult)) {
+              // 如果是整型常量，转换为浮点型
+              result = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constResult->getInt()));
+            } else if (dynamic_cast<ConstantFloating *>(constResult)) {
+              // 如果是浮点型常量，直接使用
+              result = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constResult->getFloat()));
+            }
+          }
           else 
             result = builder.createIToFInst(result);
           
         }
         if (operandType != floatType) {
-          if (constOperand != nullptr) 
-            operand = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constOperand->getInt()));
+          if (constOperand != nullptr) {
+            if(dynamic_cast<ConstantInteger *>(constOperand)) {
+              // 如果是整型常量，转换为浮点型
+              operand = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constOperand->getInt()));
+            } else if (dynamic_cast<ConstantFloating *>(constOperand)) {
+              // 如果是浮点型常量，直接使用
+              operand = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constOperand->getFloat()));
+            }
+          }
           else 
             operand = builder.createIToFInst(operand);
           
@@ -1266,14 +1435,28 @@ std::any SysYIRGenerator::visitEqExp(SysYParser::EqExpContext *ctx) {
 
       if (resultType == floatType || operandType == floatType) {
         if (resultType != floatType) {
-          if (constResult != nullptr)
-            result = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constResult->getInt()));
+          if (constResult != nullptr){
+            if(dynamic_cast<ConstantInteger *>(constResult)) {
+              // 如果是整型常量，转换为浮点型
+              result = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constResult->getInt()));
+            } else if (dynamic_cast<ConstantFloating *>(constResult)) {
+              // 如果是浮点型常量，直接使用
+              result = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constResult->getFloat()));
+            }
+          }
           else 
             result = builder.createIToFInst(result);
         }
         if (operandType != floatType) {
-          if (constOperand != nullptr) 
-            operand = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constOperand->getInt()));
+          if (constOperand != nullptr) {
+            if(dynamic_cast<ConstantInteger *>(constOperand)) {
+              // 如果是整型常量，转换为浮点型
+              operand = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constOperand->getInt()));
+            } else if (dynamic_cast<ConstantFloating *>(constOperand)) {
+              // 如果是浮点型常量，直接使用
+              operand = ConstantFloating::get(static_cast<float>(constOperand->getFloat()));
+            }
+          }
           else
             operand = builder.createIToFInst(operand);
         }
@@ -1321,7 +1504,7 @@ std::any SysYIRGenerator::visitLAndExp(SysYParser::LAndExpContext *ctx){
     labelstring.str("");
 
     auto cond = std::any_cast<Value *>(visitEqExp(ctx->eqExp(i)));
-    builder.createCondBrInst(cond, newtrueBlock, falseBlock, {}, {});
+    builder.createCondBrInst(cond, newtrueBlock, falseBlock);
 
     BasicBlock::conectBlocks(curBlock, newtrueBlock);
     BasicBlock::conectBlocks(curBlock, falseBlock);
@@ -1331,7 +1514,7 @@ std::any SysYIRGenerator::visitLAndExp(SysYParser::LAndExpContext *ctx){
   }
 
   auto cond = std::any_cast<Value *>(visitEqExp(conds.back()));
-  builder.createCondBrInst(cond, trueBlock, falseBlock, {}, {});
+  builder.createCondBrInst(cond, trueBlock, falseBlock);
 
   BasicBlock::conectBlocks(curBlock, trueBlock);
   BasicBlock::conectBlocks(curBlock, falseBlock);
@@ -1375,15 +1558,27 @@ void Utils::tree2Array(Type *type, ArrayValueTree *root,
     } else {
       if (type == Type::getFloatType()) {
         ConstantValue* constValue = dynamic_cast<ConstantValue *>(value);
-        if (constValue != nullptr)
-          result.push_back(ConstantFloating::get(static_cast<float>(constValue->getInt())));
+        if (constValue != nullptr) {
+          if(dynamic_cast<ConstantInteger *>(constValue)) 
+            result.push_back(ConstantFloating::get(static_cast<float>(constValue->getInt())));
+          else if (dynamic_cast<ConstantFloating *>(constValue)) 
+            result.push_back(ConstantFloating::get(static_cast<float>(constValue->getFloat())));
+          else 
+            assert(false && "Unknown constant type for float conversion.");
+        }
         else 
           result.push_back(builder->createIToFInst(value));
         
       } else {
         ConstantValue* constValue = dynamic_cast<ConstantValue *>(value);
-        if (constValue != nullptr)
-          result.push_back(ConstantInteger::get(static_cast<int>(constValue->getFloat())));
+        if (constValue != nullptr){
+          if(dynamic_cast<ConstantInteger *>(constValue)) 
+            result.push_back(ConstantInteger::get(constValue->getInt()));
+          else if (dynamic_cast<ConstantFloating *>(constValue)) 
+            result.push_back(ConstantInteger::get(static_cast<int>(constValue->getFloat())));
+          else 
+            assert(false && "Unknown constant type for int conversion.");
+        }
         else 
           result.push_back(builder->createFtoIInst(value));
         
@@ -1436,7 +1631,7 @@ void Utils::createExternalFunction(
   for (int i = 0; i < paramTypes.size(); ++i) {
     auto arg = new Argument(paramTypes[i], function, i, paramNames[i]);
     auto alloca = pBuilder->createAllocaInst(
-        Type::getPointerType(paramTypes[i]), {}, paramNames[i]);
+        Type::getPointerType(paramTypes[i]), paramNames[i]);
     function->insertArgument(arg);
     auto store = pBuilder->createStoreInst(arg, alloca);
     pModule->addVariable(paramNames[i], alloca);

src/midend/SysYIRPrinter.cpp

@@ -13,6 +13,7 @@ void SysYPrinter::printIR() {
   //TODO: Print target datalayout and triple (minimal required by LLVM)
 
   printGlobalVariable();
+  printGlobalConstant();
 
   for (const auto &iter : functions) {
     if (iter.second->getName() == "main") {
@@ -79,6 +80,15 @@ std::string SysYPrinter::getValueName(Value *value) {
   return "";
 }
 
+std::string SysYPrinter::getBlockName(BasicBlock *block) {
+  static int blockId = 0; // 用于生成唯一的基本块ID
+  if (block->getName().empty()) {
+    return "bb" + std::to_string(blockId++); // 如果没有名字，生成一个唯一的基本块ID
+  } else {
+    return block->getName();
+  }
+}
+
 void SysYPrinter::printType(Type *type) {
   std::cout << getTypeString(type);
 }
@@ -128,6 +138,52 @@ void SysYPrinter::printGlobalVariable() {
   }
 }
 
+
+void SysYPrinter::printGlobalConstant() {
+  auto &globalConstants = pModule->getConsts();
+
+  for (const auto &globalConstant : globalConstants) {
+    std::cout << "@" << globalConstant->getName() << " = global constant ";
+    
+    // 全局变量的类型是一个指针，指向其基类型 (可能是 ArrayType 或 Integer/FloatType)
+    auto globalVarBaseType = dynamic_cast<PointerType *>(globalConstant->getType())->getBaseType();
+    printType(globalVarBaseType); // 打印全局变量的实际类型 (例如 i32 或 [10 x i32])
+    
+    std::cout << " ";
+    
+    // 检查是否是数组类型 (通过检查 globalVarBaseType 是否是 ArrayType)
+    if (globalVarBaseType->isArray()) {
+      // 数组初始化器
+      std::cout << "["; // LLVM IR 数组初始化器格式: [type value, type value, ...]
+      auto values = globalConstant->getInitValues(); // 假设 getInitValues() 返回一个 ValueCounter
+      const std::vector<sysy::Value *> &counterValues = values.getValues(); // 获取所有值
+      
+      for (size_t i = 0; i < counterValues.size(); i++) {
+        if (i > 0) std::cout << ", ";
+        // 打印元素类型，这个元素类型应该是数组的最终元素类型，例如 i32 或 float
+        // 可以从 globalVarBaseType 逐层剥离得到最终元素类型，但这里简化为直接从值获取
+        printType(counterValues[i]->getType());
+        std::cout << " ";
+        printValue(counterValues[i]);
+      }
+      std::cout << "]";
+    } else {
+      // 标量初始化器
+      // 假设标量全局变量的初始化值通过 getByIndex(0) 获取
+      Value* initVal = globalConstant->getByIndex(0);
+      printType(initVal->getType()); // 打印标量值的类型
+      std::cout << " ";
+      printValue(initVal); // 打印标量值
+    }
+    
+    std::cout << ", align 4" << std::endl;
+  }
+}
+
+void SysYPrinter::printBlock(BasicBlock *block) {
+  std::cout << getBlockName(block);
+}
+
 void SysYPrinter::printFunction(Function *function) {
   // Function signature
   std::cout << "define ";
@@ -344,27 +400,22 @@ void SysYPrinter::printInst(Instruction *pInst) {
       }
       std::cout << std::endl;
     } break;
-    
+
+    case Kind::kUnreachable: {
+      std::cout << "Unreachable" << std::endl;
+      
+    } break;
+
     case Kind::kAlloca: {
       auto allocaInst = dynamic_cast<AllocaInst *>(pInst);
       std::cout << "%" << allocaInst->getName() << " = alloca ";
       
       // AllocaInst 的类型现在应该是一个 PointerType，指向正确的 ArrayType 或 ScalarType
       // 例如：alloca i32, align 4  或者 alloca [10 x i32], align 4
-      auto allocatedType = dynamic_cast<PointerType *>(allocaInst->getType())->getBaseType();
+      // auto allocatedType = dynamic_cast<PointerType *>(allocaInst->getType())->getBaseType();
+      auto allocatedType = allocaInst->getAllocatedType();
       printType(allocatedType);
       
-      // 仍然打印维度信息，如果存在的话
-      if (allocaInst->getNumDims() > 0) { 
-        std::cout << ", ";
-        for (size_t i = 0; i < allocaInst->getNumDims(); i++) {
-          if (i > 0) std::cout << ", ";
-          printType(Type::getIntType()); // 维度大小通常是 i32 类型
-          std::cout << " ";
-          printValue(allocaInst->getDim(i));
-        }
-      }
-      
       std::cout << ", align 4" << std::endl;
     } break;
     
@@ -377,17 +428,6 @@ void SysYPrinter::printInst(Instruction *pInst) {
       std::cout << " ";
       printValue(loadInst->getPointer()); // 要加载的地址
       
-      // 仍然打印索引信息，如果存在的话
-      if (loadInst->getNumIndices() > 0) {
-        std::cout << ", indices "; // 或者其他分隔符，取决于你期望的格式
-        for (size_t i = 0; i < loadInst->getNumIndices(); i++) {
-            if (i > 0) std::cout << ", ";
-            printType(loadInst->getIndex(i)->getType());
-            std::cout << " ";
-            printValue(loadInst->getIndex(i));
-        }
-      }
-      
       std::cout << ", align 4" << std::endl;
     } break;
     
@@ -402,16 +442,6 @@ void SysYPrinter::printInst(Instruction *pInst) {
       std::cout << " ";
       printValue(storeInst->getPointer()); // 目标地址
       
-      // 仍然打印索引信息，如果存在的话
-      if (storeInst->getNumIndices() > 0) {
-        std::cout << ", indices "; // 或者其他分隔符
-        for (size_t i = 0; i < storeInst->getNumIndices(); i++) {
-            if (i > 0) std::cout << ", ";
-            printType(storeInst->getIndex(i)->getType());
-            std::cout << " ";
-            printValue(storeInst->getIndex(i));
-        }
-      }
       
       std::cout << ", align 4" << std::endl;
     } break;
@@ -466,13 +496,13 @@ void SysYPrinter::printInst(Instruction *pInst) {
       // 如果你的 PhiInst 存储方式是 getIncomingValues() 和 getIncomingBlocks()，请相应调整
       // LLVM IR 格式: phi type [value1, block1], [value2, block2]
       bool firstPair = true;
-      for (unsigned i = 0; i < phiInst->getNumOperands() / 2; ++i) { // 遍历成对的操作数
+      for (unsigned i = 0; i < phiInst->getNumIncomingValues(); ++i) { // 遍历成对的操作数
         if (!firstPair) std::cout << ", ";
         firstPair = false;
         std::cout << "[ ";
-        printValue(phiInst->getOperand(i * 2)); // value
+        printValue(phiInst->getValue(i));
         std::cout << ", %";
-        printValue(phiInst->getOperand(i * 2 + 1)); // block
+        printBlock(phiInst->getBlock(i));
         std::cout << " ]";
       }
       std::cout << std::endl;

src/sysyc.cpp

@@ -16,7 +16,6 @@ using namespace antlr4;
 #include "SysYIRCFGOpt.h" // 包含 CFG 优化
 #include "RISCv64Backend.h"
 #include "Pass.h" // 包含新的 Pass 框架
-#include "AddressCalculationExpansion.h"
 
 using namespace sysy;
 
@@ -139,69 +138,6 @@ int main(int argc, char **argv) {
   // 好像都不用传递module和builder了，因为 PassManager 初始化了
   passManager.runOptimizationPipeline(moduleIR, builder, optLevel);
 
-  
-
-
-  AddressCalculationExpansion ace(moduleIR, builder);
-  if (ace.run()) {
-      if (DEBUG) cout << "AddressCalculationExpansion made changes.\n";
-      // 如果 ACE 改变了IR，并且 DEBUG 模式开启，可以考虑打印IR
-      if (DEBUG) {
-          cout << "=== After AddressCalculationExpansion ===\n";
-          SysYPrinter(moduleIR).printIR();
-      }
-  } else {
-      if (DEBUG) cout << "AddressCalculationExpansion made no changes.\n";
-  }
-
-
-  // 根据优化级别，执行额外的优化 pass
-  if (optLevel >= 1) { 
-    if (DEBUG) cout << "Applying additional -O" << optLevel << " optimizations...\n";
-    // 放置 -O1 及其以上级别要启用的额外优化 pass
-    // 例如：
-    // MyNewOptimizationPass newOpt(moduleIR, builder);
-    // newOpt.run();
-    
-    // 占位符注释，替换为你的具体优化 pass
-    // cout << "--- Additional Pass: MyCustomOpt1 ---" << endl;
-    // MyCustomOpt1 opt1_pass(moduleIR, builder);
-    // opt1_pass.run();
-
-    // cout << "--- Additional Pass: MyCustomOpt2 ---" << endl;
-    // MyCustomOpt2 opt2_pass(moduleIR, builder, &cfa); // 假设需要CFA
-    // opt2_pass.run();
-    // ... 更多 -O1 特有的优化
-    // DeadCodeElimination dce(moduleIR, &cfa, &ava);
-    // dce.runDCEPipeline();
-    // if (DEBUG) {
-    //   cout << "=== After 1st DCE (Default) ===\n";
-    //   SysYPrinter(moduleIR).printIR();
-    // }
-
-    // Mem2Reg mem2reg(moduleIR, builder, &cfa, &ava);
-    // mem2reg.mem2regPipeline();
-    // if (DEBUG) {
-    //   cout << "=== After Mem2Reg (Default) ===\n";
-    //   SysYPrinter(moduleIR).printIR();
-    // }
-
-    // Reg2Mem reg2mem(moduleIR, builder);
-    // reg2mem.DeletePhiInst();
-    // if (DEBUG) {
-    //   cout << "=== After Reg2Mem (Default) ===\n";
-    //   SysYPrinter(moduleIR).printIR();
-    // }
-
-    // dce.runDCEPipeline(); // 第二次 DCE (默认)
-    // if (DEBUG) {
-    //   cout << "=== After 2nd DCE (Default) ===\n";
-    //   SysYPrinter(moduleIR).printIR();
-    // }
-  } else {
-    if (DEBUG) cout << "No additional middle-end optimizations applied for -O" << optLevel << ".\n";
-  }
-
   // 5. 根据 argStopAfter 决定后续操作
   // a) 如果指定停止在 IR 阶段，则打印最终 IR 并退出
   if (argStopAfter == "ir" || argStopAfter == "ird") {
@@ -218,6 +154,7 @@ int main(int argc, char **argv) {
     DEBUG = 1;
     DEEPDEBUG = 1;
   }
+  
   sysy::RISCv64CodeGen codegen(moduleIR); // 传入优化后的 moduleIR
   string asmCode = codegen.code_gen();
 

test/01_add.sy

@@ -1,8 +0,0 @@
-//test add
-
-int main(){
-    int a, b;
-    a = 10;
-    b = 2;
-    return a + b;
-} 

test/10_test.sy

@@ -1,14 +0,0 @@
-//test file for backend lab
-
-int main() {
-  const int a = 1;
-  const int b = 2;
-  int c;
-  
-  if (a != b)
-    c = b - a + 20; // 21 <- this
-  else
-    c = a * b + b + b + 10; // 16
-  
-  return c;
-}

test/11_add2.sy

@@ -1,13 +0,0 @@
-//test add
-
-int mul(int x, int y) {
-    return x * y;
-}
-
-int main(){
-    int a, b;
-    a = 10;
-    b = 3;
-    a = mul(a, b); //60
-    return a + b; //66
-}

test/20_test_licm_sr.sy

@@ -1,20 +0,0 @@
-//test file for loop-invariant code motion (licm) and strength reduction (sr is optional)
-
-int main(){
-    const int a = 1;
-    const int b = 2;
-    int c, d, f;
-
-    int i = 0;
-    while(i < 100){
-        c = a + b;
-        d = c * 2;
-
-        if(i > 50){
-            f = i * d;
-        }
-        i = i + 1;
-    }
-
-    return f;
-}

test/21_test_cse.sy

@@ -1,18 +0,0 @@
-//test file for common subexpression eliminiation (cse)
-int main(){
-
-    int a = 1;
-    int b = 2; 
-    int c, d, e, f;
-
-    c = a + b;
-
-    if(c > 0){
-        b = 3;
-        d = a + b;
-    }
-    
-    e = a + b;
-
-    return e;
-}

test/22_test_dce.sy

@@ -1,15 +0,0 @@
-//test file for dead code eliminiation (dce) 
-int main(){
-
-    int i = 0;
-    int j = 0; 
-    int a[100];
-
-    while(j < 100){
-        a[j] = j;
-        i = i * 2;
-        j = j + 1;
-    }
-
-    return a[j-1];
-}

test/23_test_vn.sy

@@ -1,11 +0,0 @@
-//test file for value numbering (vn)
-int main(){
-
-    int a, b, c, d;
-    a = 1;
-    b = a + 1;
-    c = a;
-    d = c + 1;
-
-    return d;
-}

test/24_test_cp_cf.sy

@@ -1,14 +0,0 @@
-//test file for constant propogation (cp) and constant folding (cf)
-int main(){
-
-   int b = 5;
-   int c = 4 * b;
-   int d, g;
-
-   if(c > 8){
-        d = b + c;
-   }
-   g = c * d;
-   
-   return g;
-}

test/30_test_reg_alloc.sy

@@ -1,94 +0,0 @@
-int a1 = 1;
-int a2 = 2;
-int a3 = 3;
-int a4 = 4;
-int a5 = 5;
-int a6 = 6;
-int a7 = 7;
-int a8 = 8;
-int a9 = 9;
-int a10 = 10;
-int a11 = 11;
-int a12 = 12;
-int a13 = 13;
-int a14 = 14;
-int a15 = 15;
-int a16 = 16;
-int a17 = 1;
-int a18 = 2;
-int a19 = 3;
-int a20 = 4;
-int a21 = 5;
-int a22 = 6;
-int a23 = 7;
-int a24 = 8;
-int a25 = 9;
-int a26 = 10;
-int a27 = 11;
-int a28 = 12;
-int a29 = 13;
-int a30 = 14;
-int a31 = 15;
-int a32 = 16;
-
-int func(int a, int b){
-    int i;
-    i = a + b;
-
-    int c1;int c2;int c3;int c4;
-    int d1;int d2;int d3;int d4;
-    int e1;int e2;int e3;int e4;
-    int f1;int f2;int f3;int f4;
-    int g1;int g2;int g3;int g4;
-    int h1;int h2;int h3;int h4;
-    int i1;int i2;int i3;int i4;
-    int j1;int j2;int j3;int j4;
-    int k1;int k2;int k3;int k4;    
-    c1 = getint();c2 = getint();c3 = getint();c4 = getint();
-    d1 = 1 + c1 + a1;d2 = 2 + c2 + a2;d3 = 3 + c3 + a3;d4 = 4 + c4 + a4;
-    e1 = 1 + d1 + a5;e2 = 2 + d2 + a6;e3 = 3 + d3 + a7;e4 = 4 + d4 + a8;
-    f1 = 1 + e1 + a9;f2 = 2 + e2 + a10;f3 = 3 + e3 + a11;f4 = 4 + e4 + a12;
-    g1 = 1 + f1 + a13;g2 = 2 + f2 + a14;g3 = 3 + f3 + a15;g4 = 4 + f4 + a16;
-    h1 = 1 + g1 + a17;h2 = 2 + g2 + a18;h3 = 3 + g3 + a19;h4 = 4 + g4 + a20;
-    i1 = 1 + h1 + a21;i2 = 2 + h2 + a22;i3 = 3 + h3 + a23;i4 = 4 + h4 + a24;
-    j1 = 1 + i1 + a25;j2 = 2 + i2 + a26;j3 = 3 + i3 + a27;j4 = 4 + i4 + a28;
-    k1 = 1 + j1 + a29;k2 = 2 + j2 + a30;k3 = 3 + j3 + a31;k4 = 4 + j4 + a32;
-
-    i = a - b + 10;
-    k1 = 1 + j1 + a29;k2 = 2 + j2 + a30;k3 = 3 + j3 + a31;k4 = 4 + j4 + a32;
-    j1 = 1 + i1 + a25;j2 = 2 + i2 + a26;j3 = 3 + i3 + a27;j4 = 4 + i4 + a28;
-    i1 = 1 + h1 + a21;i2 = 2 + h2 + a22;i3 = 3 + h3 + a23;i4 = 4 + h4 + a24;
-    h1 = 1 + g1 + a17;h2 = 2 + g2 + a18;h3 = 3 + g3 + a19;h4 = 4 + g4 + a20;
-    g1 = 1 + f1 + a13;g2 = 2 + f2 + a14;g3 = 3 + f3 + a15;g4 = 4 + f4 + a16;
-    f1 = 1 + e1 + a9;f2 = 2 + e2 + a10;f3 = 3 + e3 + a11;f4 = 4 + e4 + a12;
-    e1 = 1 + d1 + a5;e2 = 2 + d2 + a6;e3 = 3 + d3 + a7;e4 = 4 + d4 + a8;
-    d1 = 1 + c1 + a1;d2 = 2 + c2 + a2;d3 = 3 + c3 + a3;d4 = 4 + c4 + a4;
-    d1 = 1 + c1 + a1;d2 = 2 + c2 + a2;d3 = 3 + c3 + a3;d4 = 4 + c4 + a4;
-    return i + c1 + c2 + c3 + c4 
-        - d1 - d2 - d3 - d4 
-        + e1 + e2 + e3 + e4 
-        - f1 - f2 - f3 - f4 
-        + g1 + g2 + g3 + g4 
-        - h1 - h2 - h3 - h4 
-        + i1 + i2 + i3 + i4 
-        - j1 - j2 - j3 - j4 
-        + k1 + k2 + k3 + k4
-        + a1 - a2 + a3 - a4
-        + a5 - a6 + a7 - a8
-        + a9 - a10 + a11 - a12
-        + a13 - a14 + a15 - a16
-        + a17 - a18 + a19 - a20
-        + a21 - a22 + a23 - a24
-        + a25 - a26 + a27 - a28
-        + a29 - a30 + a31 - a32;
-}
-
-int main(){
-    int a;
-    int b;
-    a = getint();
-    b = a + 2 * 9;
-    a = func(a, b);
-    putint(a);
-    return a;
-}

test/bug1.sy

@@ -1,7 +0,0 @@
-// bug1: getint(;
-
-int main() {
-  int a;
-  a = getint(;
-  return 0;
-}

test/format-ref.sy

@@ -1,31 +0,0 @@
-int get_one(int a) {
-  return 1;
-}
-
-int deepWhileBr(int a, int b) {
-  int c;
-  c = a + b;
-  while (c < 75) {
-    int d;
-    d = 42;
-    if (c < 100) {
-      c = c + d;
-      if (c > 99) {
-        int e;
-        e = d * 2;
-        if (get_one(0) == 1) {
-          c = e * 2;
-        }
-      }
-    }
-  }
-  return (c);
-}
-
-int main() {
-  int p;
-  p = 2;
-  p = deepWhileBr(p, p);
-  putint(p);
-  return 0;
-}

test/format-test.sy

@@ -1,30 +0,0 @@
-int get_one(int a)
-{
-  return 1;
-}
-
-
-
-int deepWhileBr(int a,int b){
-  int c;
-    c = a + b;
-  while(c<75) {
-  int d; d=42;
-    if (c<100) {
-      c =c+d;
-      if (c > 99) {
-        int e;
-        e = d*2;
-        if (get_one(0)==1) c=e * 2;
-      }
-    }
-  }
-  return (c);
-}
-int main() {
-  int p;
-  p = 2;
-  p = deepWhileBr(p, p);
-  putint(p);
-  return 0;
-}

test/funcrparams.sy

@@ -1 +0,0 @@
-1,0xa ,  011,	"hellow",1.1

test_script/clean.sh

@@ -1,3 +0,0 @@
-rm -rf tmp/*
-rm -rf *.s *.ll *clang *sysyc
-rm -rf *_riscv32

test_script/exe-riscv32.sh

@@ -1,49 +0,0 @@
-#!/bin/bash
-
-# 定义输入目录
-input_dir="./tmp"
-
-# 获取tmp目录下的所有符合条件的可执行文件，并按前缀数字升序排序
-executable_files=$(ls "$input_dir" | grep -E '^[0-9]+_.*' | grep -E '_gcc_riscv32$|_sysyc_riscv32$' | sort -t '_' -k1,1n)
-
-# 用于存储前缀数字和返回值
-declare -A gcc_results
-declare -A sysyc_results
-
-# 遍历所有符合条件的可执行文件
-for file in $executable_files; do
-    # 提取文件名前缀和后缀
-    prefix=$(echo "$file" | cut -d '_' -f 1)
-    suffix=$(echo "$file" | cut -d '_' -f 2)
-
-    # 检查是否已经处理过该前缀的两个文件
-    if [[ ${gcc_results["$prefix"]} && ${sysyc_results["$prefix"]} ]]; then
-        continue
-    fi
-
-    # 执行可执行文件并捕获返回值
-    echo "Executing: $file"
-    qemu-riscv32 "$input_dir/$file"
-    ret_code=$?
-
-    # 明确记录返回值
-    echo "Return code for $file: $ret_code"
-
-    # 根据后缀存储返回值
-    if [[ "$suffix" == "gcc" ]]; then
-        gcc_results["$prefix"]=$ret_code
-    elif [[ "$suffix" == "sysyc" ]]; then
-        sysyc_results["$prefix"]=$ret_code
-    fi
-
-    # 如果同一个前缀的两个文件都已执行，比较它们的返回值
-    if [[ ${gcc_results["$prefix"]} && ${sysyc_results["$prefix"]} ]]; then
-        gcc_ret=${gcc_results["$prefix"]}
-        sysyc_ret=${sysyc_results["$prefix"]}
-        if [[ "$gcc_ret" -ne "$sysyc_ret" ]]; then
-            echo -e "\e[31mWARNING: Return codes differ for prefix $prefix: _gcc=$gcc_ret, _sysyc=$sysyc_ret\e[0m"
-        else
-            echo "Return codes match for prefix $prefix: $gcc_ret"
-        fi
-    fi
-done

test_script/exe.sh

@@ -1,49 +0,0 @@
-#!/bin/bash
-
-# 定义输入目录
-input_dir="."
-
-# 获取当前目录下的所有符合条件的可执行文件，并按前缀数字升序排序
-executable_files=$(ls "$input_dir" | grep -E '^[0-9]+_.*' | grep -E '_clang$|_sysyc$' | sort -t '_' -k1,1n)
-
-# 用于存储前缀数字和返回值
-declare -A clang_results
-declare -A sysyc_results
-
-# 遍历所有符合条件的可执行文件
-for file in $executable_files; do
-    # 提取文件名前缀和后缀
-    prefix=$(echo "$file" | cut -d '_' -f 1)
-    suffix=$(echo "$file" | cut -d '_' -f 2)
-
-    # 检查是否已经处理过该前缀的两个文件
-    if [[ ${clang_results["$prefix"]} && ${sysyc_results["$prefix"]} ]]; then
-        continue
-    fi
-
-    # 执行可执行文件并捕获返回值
-    echo "Executing: $file"
-    "./$file"
-    ret_code=$?
-
-    # 明确记录返回值
-    echo "Return code for $file: $ret_code"
-
-    # 根据后缀存储返回值
-    if [[ "$suffix" == "clang" ]]; then
-        clang_results["$prefix"]=$ret_code
-    elif [[ "$suffix" == "sysyc" ]]; then
-        sysyc_results["$prefix"]=$ret_code
-    fi
-
-    # 如果同一个前缀的两个文件都已执行，比较它们的返回值
-    if [[ ${clang_results["$prefix"]} && ${sysyc_results["$prefix"]} ]]; then
-        clang_ret=${clang_results["$prefix"]}
-        sysyc_ret=${sysyc_results["$prefix"]}
-        if [[ "$clang_ret" -ne "$sysyc_ret" ]]; then
-            echo -e "\e[31mWARNING: Return codes differ for prefix $prefix: _clang=$clang_ret, _sysyc=$sysyc_ret\e[0m"
-        else
-            echo "Return codes match for prefix $prefix: $clang_ret"
-        fi
-    fi
-done

test_script/gcc-riscv32.sh

@@ -1,57 +0,0 @@
-#!/bin/bash
-
-# 定义输入和输出路径
-input_dir="../test/"
-output_dir="./tmp"
-
-# 默认不生成可执行文件
-generate_executable=false
-
-# 解析命令行参数
-while [[ "$#" -gt 0 ]]; do
-    case $1 in
-        --executable|-e)
-            generate_executable=true
-            shift
-            ;;
-        *)
-            echo "Unknown parameter: $1"
-            exit 1
-            ;;
-    esac
-done
-
-# 确保输出目录存在
-mkdir -p "$output_dir"
-
-# 遍历输入路径中的所有 .sy 文件
-for sy_file in "$input_dir"*.sy; do
-    # 获取文件名（不带路径和扩展名）
-    base_name=$(basename "$sy_file" .sy)
-
-    # 定义输出文件路径
-    output_file="${output_dir}/${base_name}_gcc_riscv32.s"
-
-    # 使用 gcc 编译 .sy 文件为 .ll 文件
-    riscv32-unknown-elf-gcc -x c -S "$sy_file" -o "$output_file"
-
-    # 检查是否成功
-    if [ $? -eq 0 ]; then
-        echo "Compiled $sy_file -> $output_file"
-    else
-        echo "Failed to compile $sy_file"
-        continue
-    fi
-
-    # 如果指定了 --executable 或 -e 参数，则进一步编译为可执行文件
-    if $generate_executable; then
-        executable_file="${output_dir}/${base_name}_gcc_riscv32"
-        riscv32-unknown-elf-gcc "$output_file" -o "$executable_file"
-
-        if [ $? -eq 0 ]; then
-            echo "Generated executable: $executable_file"
-        else
-            echo "Failed to generate executable from $output_file"
-        fi
-    fi
-done

test_script/ll.sh

@@ -1,57 +0,0 @@
-#!/bin/bash
-
-# 定义输入和输出路径
-input_dir="../test/"
-output_dir="./"
-
-# 默认不生成可执行文件
-generate_executable=false
-
-# 解析命令行参数
-while [[ "$#" -gt 0 ]]; do
-    case $1 in
-        --executable|-e)
-            generate_executable=true
-            shift
-            ;;
-        *)
-            echo "Unknown parameter: $1"
-            exit 1
-            ;;
-    esac
-done
-
-# 确保输出目录存在
-mkdir -p "$output_dir"
-
-# 遍历输入路径中的所有 .sy 文件
-for sy_file in "$input_dir"*.sy; do
-    # 获取文件名（不带路径和扩展名）
-    base_name=$(basename "$sy_file" .sy)
-
-    # 定义输出文件路径
-    output_file="${base_name}_clang.ll"
-
-    # 使用 clang 编译 .sy 文件为 .ll 文件
-    clang -x c -S -emit-llvm "$sy_file" -o "$output_file"
-
-    # 检查是否成功
-    if [ $? -eq 0 ]; then
-        echo "Compiled $sy_file -> $output_file"
-    else
-        echo "Failed to compile $sy_file"
-        continue
-    fi
-
-    # 如果指定了 --executable 或 -e 参数，则进一步编译为可执行文件
-    if $generate_executable; then
-        executable_file="${base_name}_clang"
-        clang "$output_file" -o "$executable_file"
-
-        if [ $? -eq 0 ]; then
-            echo "Generated executable: $executable_file"
-        else
-            echo "Failed to generate executable from $output_file"
-        fi
-    fi
-done

test_script/sysy-riscv32.sh

@@ -1,57 +0,0 @@
-#!/bin/bash
-
-# 定义输入和输出路径
-input_dir="../test/"
-output_dir="./tmp"
-
-# 默认不生成可执行文件
-generate_executable=false
-
-# 解析命令行参数
-while [[ "$#" -gt 0 ]]; do
-    case $1 in
-        --executable|-e)
-            generate_executable=true
-            shift
-            ;;
-        *)
-            echo "Unknown parameter: $1"
-            exit 1
-            ;;
-    esac
-done
-
-# 确保输出目录存在
-mkdir -p "$output_dir"
-
-# 遍历输入路径中的所有 .sy 文件
-for sy_file in "$input_dir"*.sy; do
-    # 获取文件名（不带路径和扩展名）
-    base_name=$(basename "$sy_file" .sy)
-
-    # 定义输出文件路径
-    output_file="${output_dir}/${base_name}_sysyc_riscv32.s"
-
-    # 使用 sysyc 编译 .sy 文件为 .s 文件
-    ../build/bin/sysyc -s asm "$sy_file" > "$output_file"
-
-    # 检查是否成功
-    if [ $? -eq 0 ]; then
-        echo "Compiled $sy_file -> $output_file"
-    else
-        echo "Failed to compile $sy_file"
-        continue
-    fi
-
-    # 如果指定了 --executable 或 -e 参数，则进一步编译为可执行文件
-    if $generate_executable; then
-        executable_file="${output_dir}/${base_name}_sysyc_riscv32"
-        riscv32-unknown-elf-gcc "$output_file" -o "$executable_file"
-
-        if [ $? -eq 0 ]; then
-            echo "Generated executable: $executable_file"
-        else
-            echo "Failed to generate executable from $output_file"
-        fi
-    fi
-done

test_script/sysyll.sh

@@ -1,57 +0,0 @@
-#!/bin/bash
-
-# 定义输入和输出路径
-input_dir="../test/"
-output_dir="./"
-
-# 默认不生成可执行文件
-generate_executable=false
-
-# 解析命令行参数
-while [[ "$#" -gt 0 ]]; do
-    case $1 in
-        --executable|-e)
-            generate_executable=true
-            shift
-            ;;
-        *)
-            echo "Unknown parameter: $1"
-            exit 1
-            ;;
-    esac
-done
-
-# 确保输出目录存在
-mkdir -p "$output_dir"
-
-# 遍历输入路径中的所有 .sy 文件
-for sy_file in "$input_dir"*.sy; do
-    # 获取文件名（不带路径和扩展名）
-    base_name=$(basename "$sy_file" .sy)
-
-    # 定义输出文件路径
-    output_file="${base_name}_sysyc.ll"
-
-    # 使用 sysyc 编译 .sy 文件为 .ll 文件
-    ../build/bin/sysyc -s ir "$sy_file" > "$output_file"
-
-    # 检查是否成功
-    if [ $? -eq 0 ]; then
-        echo "Compiled $sy_file -> $output_file"
-    else
-        echo "Failed to compile $sy_file"
-        continue
-    fi
-
-    # 如果指定了 --executable 或 -e 参数，则进一步编译为可执行文件
-    if $generate_executable; then
-        executable_file="${base_name}_sysyc"
-        clang "$output_file" -o "$executable_file"
-
-        if [ $? -eq 0 ]; then
-            echo "Generated executable: $executable_file"
-        else
-            echo "Failed to generate executable from $output_file"
-        fi
-    fi
-done

test_script/wrapper.sh

@@ -1,3 +0,0 @@
-sh ./gcc-riscv32.sh -e
-sh ./sysy-riscv32.sh -e
-sh ./exe-riscv32.sh