stage1 修复设计问题实现ir2vm

2026-08-05 19:13:48 +08:00
1 parent 2ccee5f1cf
commit ca7cf221c8
@@ -0,0 +1,93 @@
+#ifndef __SPL_IR2VM_H__
+#define __SPL_IR2VM_H__
+
+#include "spl_ir.h"
+#include "spl_type.h"
+
+/*
+ * ================================================================
+ * SPL VM ABI (ir2vm 的正式约定；布局知识唯一来源)
+ * ================================================================
+ *
+ * 栈值槽 spl_val_t = sizeof(usize) = 8 字节。
+ * SIR 指令 type 只表达标量 tag（SPL_I8..SPL_PTR），聚合无 tag——
+ * 聚合值在 vreg 中是字节块，整体搬运用 NCALL vm_memcpy。
+ *
+ * ── 函数栈帧（字节坐标系，基址 = (char*)&stacks[fp]）─────────────
+ *
+ *   [canary]                       fp-8 .. 0     （VM CALL 自动插入，ir2vm 不触碰）
+ *   [params 区]                    fp+0 .. fp+Na （Na = C ABI 参数区字节数）
+ *   [locals / vreg]                fp+Na .. fp+Na+L
+ *
+ *   ALLOC ceil((Na+L)/8) 一条 prologue；epilogue 走 RET。
+ *   LADDR(imm) 的 imm 是字节偏移；canary 在 fp-1 槽，编译码不可见。
+ *
+ * ── 参数区 = C ABI（聚合值按值） ─────────────────────────────────
+ *   标量参数：align_up(off,8) 后占 8 字节（一槽）。
+ *   聚合参数：按聚合 size 排布跨多槽（align8 + size）。
+ *   调用方：标量 ld/PUSH 一槽；聚合逐 8 字节块压栈（聚合 vreg 强制 8 对齐）。
+ *   被调方：标量参数映射参数槽；聚合参数在 prologue memcpy 参数区 → param vreg，
+ *           emit_value(param) 取 vreg 地址。参数槽数 = ceil(param_bytes/8) = CALL nargs。
+ *
+ * ── locals = 虚拟寄存器区 ────────────────────────────────────────
+ *   每个产生值的 IR 节点 = 一个 vreg（locals 区按类型对齐的字节块）。
+ *   纯值节点（type.const / mem.global_alloc / mem.alloca / 折叠 sizeof 等）不落 vreg，
+ *   引用处重算（PUSH / GADDR / LADDR）；其余产生值节点落 vreg，引用处 LOAD。
+ *   聚合 vreg 引用处返回其地址（LADDR），搬运经 vm_memcpy。
+ *   mem.alloca(tid)(cnt) 的 vreg 槽即缓冲区本体，节点值 = LADDR(vreg_off)。
+ *   所有运算走 load/store：ld A; ld B; op; st Dst；立即数直接 PUSH。
+ *
+ * ── 调用 ──────────────────────────────────────────────────────────
+ *   调用方：逐参数压栈（标量一槽；聚合按 C ABI 逐 8 字节块）→ push fn_addr(或
+ *           native_idx) → CALL n / NCALL n。返回值落 call 节点 vreg。
+ *   原生函数：IR 中 nodes 为空的函数（@extern 声明）→ 注册进 prog.natives，
+ *             加载时由 spl_syscall_register 填 impl；调用改 PUSH nat_idx + NCALL。
+ *             变参 nargs = 实际参数槽数。
+ *
+ * ── enum（不展开，直接保留）─────────────────────────────────────
+ *   IR 层保留 enum 类型（不再展开为 struct）。enum 布局 = tag(usize, offset 0)
+ *   + payload(offset 8，最大变体）。构造：agg.construct(enum)(tag, payload)；
+ *   match：先取 tag 判定变体，再 extract(enum, 1) 一跳取 payload，
+ *   field_tid = 变体具体类型（由 ast2ir 传入）。
+ *
+ * ── 返回 ──────────────────────────────────────────────────────────
+ *   标量：ld vreg(val); RET(tag)（RET 的 type 决定 VM 是否弹出返回值）。
+ *   聚合返回 = sret（自展开，不改 VM）：
+ *     被调函数签名尾部追加隐藏 *T 参数（最后一个）；返回时把聚合 vreg
+ *     memcpy 到 sret 地址，RET(void)。
+ *     调用方在 locals 预留聚合槽（= call 节点 vreg），压其地址为最后实参；
+ *     call 完成后聚合值已在该槽。
+ *   返回 void：RET(SPL_VOID)。
+ *
+ * ── 全局数据 ──────────────────────────────────────────────────────
+ *   任何聚合类型下（含 $root 顶层）的 var/const 属全局数据区。gdata 是
+ *   spl_ir_node_vec_t，每条 = 一个 value 节点（type.const：标量折叠值，
+ *   聚合/无 init 零）。ir2vm 遍历求值 → SIR gdata 条目（字节 blob）。
+ *   mem.global_alloc(tid, const_node) 的 const_node = gdata 向量索引，
+ *   降级为 GADDR(idx)。符号(def) → gdata 索引的解析在 ast2ir 收集期
+ *   （gdata_ref 表），ir2vm 按索引直接用。
+ *
+ * ── 类型布局（C ABI，唯一实现处）────────────────────────────────
+ *   type_align / type_size / field_offset：标量按 bits/8 对齐；
+ *   struct 顺序对齐 + 尾填充；union 取最大字段；enum = tag(8) + 最大 payload；
+ *   slice/range = [ptr, len] 各 8 字节；array = len * elem。
+ *
+ * ── 分支 ──────────────────────────────────────────────────────────
+ *   control.br/jmp/select 的 label 是 IR node ref（基本块首指令）。两遍发射：
+ *   第一遍逐节点发指令并记录 label 节点 → 指令地址；第二遍回填
+ *   JMP/BZ/BNZ 相对偏移 imm = target_addr - (jmp_addr + 1)。
+ * ================================================================
+ */
+
+typedef struct {
+    const spl_ir_t *ir;
+    const spl_type_t *type;
+} spl_ir2vm_t;
+
+void spl_ir2vm_init(spl_ir2vm_t *ctx, const spl_ir_t *ir, const spl_type_t *type);
+void spl_ir2vm_drop(spl_ir2vm_t *ctx);
+
+int spl_ir2vm_run(spl_ir2vm_t *ctx, const char *outpath); /* 返回错误数 */
+void spl_ir2vm_dump(spl_ir2vm_t *ctx);
+
+#endif /* __SPL_IR2VM_H__ */