本项目从零实现了一个 SysY 语言到 LLVM IR 的编译器前端。编译器以 C++17 编写，借助 ANTLR4 完成词法分析和语法分析，通过自研的类型系统、符号表与 IR 生成器，将 SysY 源码翻译为可被 clang 编译执行的 LLVM IR 文本。
本项目基于课程提供的框架代码仓库 Nboxff/thss-2025-compiler-final 开发。框架仓库中不包含编译器的具体实现，但提供了全部测试用例、本地测试脚本（run-test.py）、编译脚本（Makefile / CMakeLists.txt）与打包脚本（package.py）。
- 完整的 SysY 词法与语法规则（ANTLR4 文法见
SysYLexer.g4、SysYParser.g4）； - 类型系统：
int/void/ 数组（多维）/ 函数 / 指针，统一映射为 LLVM IR 类型； - 符号表：基于作用域栈管理全局、函数与块级作用域，支持就近遮蔽，并预加载 sylib 运行库函数；
- 变量与常量（含多维数组）的全局/局部定义与初始化；
- 函数定义与调用，支持数组形参退化为指针（如
int a[][N]→[N x i32]*）； - 控制流：
if/else、while、break、continue的基本块翻译； - 表达式：完整运算符优先级、一元运算，以及
&&、||的短路求值（phi 合并实现）； - 编译期常量折叠与八/十/十六进制整数字面量规范化；
- 局部变量
alloca提升到函数入口块，避免循环体内反复分配栈空间； IRBuilder自动补全基本块终结指令（br/unreachable），保证输出 IR 合法。
thss-2025-compiler-final
├── CMakeLists.txt # CMake 构建配置
├── Makefile # 编译、测试、打包等目标
├── README.md
├── SysYLexer.g4 # 词法规则（关键字、运算符、整数、注释）
├── SysYParser.g4 # 语法规则（声明、函数、控制流、表达式优先级）
├── docs
│ ├── 项目实现思路.md # ★ 项目实现思路详解（类型、符号表、IR 生成等）
│ ├── ANTLR4使用指南.md # ANTLR4 安装、词法/语法规则、Listener/Visitor 教程
│ ├── Lab(期末大作业) SysY 语言编译器设计与实现.md # 大作业要求（任务、评分、指导）
│ └── SysY语言定义.pdf # SysY 语言规范
├── include # 头文件
│ ├── IR.h # IRBuilder：逐条拼接 LLVM IR
│ ├── Symbol.h # 符号类（变量/函数/常量）
│ ├── SymbolTable.h # 符号表（作用域栈）
│ ├── SysYIRGenerator.h # IR 生成器（Visitor）
│ └── Type.h # 类型系统（int/void/数组/函数/指针）
├── lib
│ └── antlr-4.13.1-complete.jar # ANTLR4 工具
├── package.py # 打包脚本（生成 project.zip 用于提交）
├── run-test.py # 本地测试脚本
├── src
│ ├── IR.cpp # IRBuilder 实现
│ ├── Symbol.cpp
│ ├── SymbolTable.cpp # 符号表实现（含 sylib 预加载）
│ ├── SysYIRGenerator.cpp # IR 生成器实现
│ ├── Type.cpp
│ ├── main.cpp # 入口：串联词法/语法分析、符号表、IR 生成
│ └── antlr/ # ANTLR4 生成的词法/语法分析器源码（make antlr 生成）
├── test
│ └── resources
│ ├── functional # 功能测试用例（.sy 源文件与 .out 期望输出）
│ ├── libsysy.a
│ ├── sylib.c # SysY 运行库实现
│ └── sylib.h
└── third_party
└── antlr4-runtime # ANTLR4 C++ 运行时（第三方库）
在构建项目之前，请先安装以下依赖：
Ubuntu/Debian
sudo apt update
sudo apt install build-essential cmake git pkg-config python3 openjdk-11-jdk curl clang
clang用于把生成的 LLVM IR 编译成可执行文件，本地测试时也会用到。
-
生成 ANTLR 词法/语法分析器源码：
make antlr
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配置并构建项目：
mkdir build && cd build cmake .. make -j8
-
编译 SysY 源码为 LLVM IR：
# 在 build 目录下 ./compiler ../test/resources/functional/00_main.sy 00_main.ll -
（可选）用
clang将 IR 编译为可执行文件并运行：clang 00_main.ll ../test/resources/sylib.c -w -o 00_main ./00_main
运行完整测试套件（对 test/resources/functional 下所有用例编译、运行并与期望输出比对）：
make testpython package.py该命令会生成 project.zip（包含 src/、include/、CMakeLists.txt 与两个 .g4 文法文件），请将 project.zip 提交到 Gradescope 进行在线评测。
- 项目实现思路：详细介绍本编译器的整体架构、类型系统、符号表、IR 生成、短路求值与关键难点解决思路。
- ANTLR4 使用指南：ANTLR4 的安装与测试、词法/语法规则设计，以及 Listener / Visitor 使用示例。
- Lab(期末大作业) SysY 语言编译器设计与实现：大作业任务要求、评分规则、LLVM IR 学习资料与助教指导。
- SysY 语言定义：SysY 语言词法、语法规范。