练习

本节阅读量:

这一页适合读完第二章后回头做，不必一次全部完成。练习 1～4 主要检查作用域和环境；练习 5～8 对照 IR 与栈槽；最后一题需要修改代码。

练习 1：手画 AST

画出下面程序的 AST：

1

(let x 7 x)

参考形状：

1
2
3
4


Let
  name = ...
  value = ...
  body = ...

再指出：新建立的 x 对 value 和 body 中的哪一部分可见？

不用写代码，只写出环境变化：

1

(let x 10 (+ (let x 32 x) x))

参考形式：

1
2
3
4
5


进入外层：...
进入内层：...
内层 x 查到：...
离开内层：...
最后那个 x 查到：...

先不要运行，判断下面程序中每个 x 对应哪一层绑定：

1

(let x 1 (let x (+ x 1) (+ x x)))

分别写出：

1
2
3


计算内层 value 时的环境
计算内层 body 时的环境
程序的最终结果

然后运行下面两个命令，检查你的推导：

1
2


./mini run <file>
./mini ir <file>

重点观察：内层绑定要等 value 处理完成后，才会加入解释器环境或 lowerer 环境。

判断下面程序的结果：

1

(let x 5 (let y 6 (+ x y)))

再判断：

1

(let x 5 (let x 6 (+ x x)))

说明第二个程序为什么没有修改外层的 x。

给下面程序写出 IR：

1

(let x (+ 20 22) x)

参考形式：

1
2
3


t.0 = ...
x0 = ...
return ...

注意 value 里的加法会先生成临时结果，变量引用本身不会生成新的操作。

下面程序语法合法，但变量没有绑定：

1

(+ x 1)

分别运行：

1
2
3
4


./mini ast <file>
./mini run <file>
./mini ir <file>
./mini compile <file> -o out.s

解释为什么 ast 能成功，而解释器和编译器会在各自的环境查找阶段报错。

编译：

1

(let x 10 (+ (let x 32 x) x))

先找出：

1
2
3


外层 x 的 IR 名字和栈槽
内层 x 的 IR 名字和栈槽
最终加法结果的 IR 名字和栈槽

再回答：

1
2
3


三个栈槽一共需要多少字节？
向上对齐后，subq 应该分配多少字节？
离开内层 let 时，内层 x 的栈槽会不会立刻释放？

最后画出包含 %rbp、%rsp、x0、x1 和 t.0 的栈帧。

分别查看下面两个程序的 IR：

1

(let x 7 x)

1

(let x 7 (+ x x))

数一数每个程序生成了多少条 copy 和多少条 add，再回答：

1
2


body 里的 x 为什么没有生成新的 IR 操作？
两个 x 为什么可以直接成为 add 的操作数？

结合 lowerer 的 ExprKind::variable 分支解释答案。

当前 lowerer 使用一个全局的 next_local_ 为所有 let 绑定编号。对于依次绑定 x、y、x 的程序：

1

(let x 1 (let y 2 (let x 3 (+ x y))))

生成的内部名字是：

修改内部名字的生成方式，让每个源码名字分别计数，得到：

修改后重新构建并运行：

1
2
3


make
./mini ir <file>
./mini run <file>

确认 IR 中同名变量的编号连续，同时程序结果仍然是 5。这个改动只影响 IR 名字是否容易阅读，不应该改变变量查找、shadowing 或栈槽分配的行为。

2.7 本章总结

3.0 有无相生，前后相随

本节目录