12.8 切片 4：CMP_* 与 IF/ELSIF/ELSE 跳转。
- CMP_xx：两侧求值到临时后比较；IF 编成 <cond→t> JF t, L_next <body> JMP L_end 链 - 分支尾部 JMP 与条件 JF 双回填；无 else 时末分支 JF 直接落 L_end - codegen_test：89 断言（用例 04 完整跳转序列），ctest 9/9
This commit is contained in:
+97
-13
@@ -1,35 +1,34 @@
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/**
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* @file Codegen.cpp
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* @brief 寄存器码生成（12.8，切片 3：+ NOT、短路 AND/OR）
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* @brief 寄存器码生成（12.8，切片 4：+ CMP_*、IF/ELSIF/ELSE）
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* @author
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* @date 2026-08-21
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* @details 设计说明（详见 Doc/compiler/寄存器码.md）：
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* - 切片 1：PROGRAM 标量变量帧、字面量 LOADK、变量 MOVE、RET。
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* - 切片 2：全局数据区（对齐 + 初值）、LOAD_I/STORE_Q/LOAD_GLOBAL/STORE_GLOBAL。
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* - 切片 3：NOT（enc_rr）；AND/OR **短路编跳转**（禁止两边都算）：
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* <lhs → rd> JF(AND)/JT(OR) rd, L_end <rhs → t> MOVE rd, t L_end:
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* - 切片 1~3：帧/字面量/MOVE/RET；全局数据区；NOT 与短路 AND/OR。
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* - 切片 4：比较 CMP_xx（两侧求值到临时）；IF 编成
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* <cond→t> JF t, L_next <body> JMP L_end L_next: ... L_end:
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* 跳转偏移相对下一条指令（目标 = 当前 + 1 + off，见 Doc/isa/指令与映像.md）
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* - 其余构造报 codegen error（后续切片展开）
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*
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* 函数清单：
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* - put_le32 / put_le64 小端写入映像缓冲
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* - align_up 按 2 的幂宽度向上对齐
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* - width_of 类型名 → 槽宽（bool 1 / int 2 / time 8）
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* - align_up / width_of 对齐与槽宽
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* - Builder::Builder （构造）存工程/源文件/链接结果/输出，收集 io 绑定分类
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* - Builder::run 布局数据区 → 逐 POU 建函数 → 拼映像
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* - Builder::fail 组装 "codegen error: <msg>" 返回 false
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* - find_pou 按名查 POU AST
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* - build_function 编译一个 POU 的语句体（帧寄存器分配）
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* - begin_stmt / alloc_temp 临时寄存器：语句内递增、语句结束复用基址
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* - compile_stmt 语句编译（切片 3：仅赋值，左值可帧寄存器或全局）
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* - compile_stmt 语句编译（切片 4：赋值 / IF）
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* - compile_if IF/ELSIF/ELSE：条件链 + 分支尾部 JMP，JF/JMP 回填
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* - store_target 赋值左值：STORE_* 到全局槽
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* - compile_expr 表达式编译到寄存器（字面量/变量读/NOT/短路 AND/OR）
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* - compile_expr 表达式编译到寄存器（含 CMP_xx / NOT / 短路 AND/OR）
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* - cmp_op 比较符 → CMP_xx 操作码
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* - load_op / store_op 按 io 绑定选读取/写入操作码
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* - global_offset 逻辑槽号 → 数据区字节偏移
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* - patch_jump 回填跳转偏移（相对下一条指令）
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* - layout_data 布局全局数据区（对齐 + 初值字节）
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* - init_of 查全局声明的初值（AST）
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* - layout_data / init_of 全局数据区布局与初值
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* - const_id 取常量表 id（无则追加）
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* - assemble_image 拼头 + 常量表 + 函数表 + 字节码 + 数据段
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* - codegen_project 对外入口
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@@ -238,14 +237,17 @@ namespace {
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}
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/**
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* @brief 编译一条语句（切片 2：仅赋值，左值可为帧寄存器或全局）
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* @brief 编译一条语句（切片 4：赋值 / IF）
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* @param f 当前函数
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* @param st 语句 AST
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* @return true 成功；false（err 已写）
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*/
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bool compile_stmt(FuncCtx& f, const Stmt& st) {
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if (st.kind == StmtKind::If) {
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return compile_if(f, st);
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}
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if (st.kind != StmtKind::Assign) {
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return fail("statement not supported in slice 2");
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return fail("statement not supported in slice 4");
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}
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const auto it = f.regs.find(st.target);
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if (it == f.regs.end()) {
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@@ -256,6 +258,59 @@ namespace {
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return compile_expr(f, *st.value, rd);
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}
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/**
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* @brief 编译 IF / ELSIF / ELSE
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* @details 每分支：<cond→t> JF t, L_next → <body> → JMP L_end；
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* 最后一个分支无 else 时 JF 直接落 L_end（不补 JMP）
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* @param f 当前函数
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* @param st IF 语句 AST
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* @return true 成功；false（err 已写）
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*/
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bool compile_if(FuncCtx& f, const Stmt& st) {
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// 条件链：IF 体 + ELSIF 各体；ELSE 体可选
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std::vector<std::pair<const Expr*, const std::vector<Stmt>*>> branches;
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branches.push_back({st.cond.get(), &st.body});
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for (const IfBranch& b : st.elsifs) {
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branches.push_back({b.cond.get(), &b.body});
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}
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const bool has_else = !st.else_body.empty();
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std::vector<size_t> end_jmps; // 各分支尾部 JMP（回填到 L_end）
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for (size_t i = 0; i < branches.size(); ++i) {
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const uint8_t t = alloc_temp(f);
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if (!compile_expr(f, *branches[i].first, t)) {
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return false;
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}
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const size_t jf_idx = f.code.size();
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f.code.push_back(isa::enc_jc(isa::Op::JF, t, 0)); // 假 → 下一分支
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for (const Stmt& s : *branches[i].second) {
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begin_stmt(f);
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if (!compile_stmt(f, s)) {
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return false;
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}
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}
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if (i + 1 < branches.size() || has_else) {
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const size_t jmp_idx = f.code.size();
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f.code.push_back(isa::enc_jmp(0)); // 分支尾部 → L_end
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end_jmps.push_back(jmp_idx);
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}
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patch_jump(f, jf_idx, f.code.size()); // 回填 JF 到下一分支起点
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}
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if (has_else) {
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for (const Stmt& s : st.else_body) {
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begin_stmt(f);
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if (!compile_stmt(f, s)) {
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return false;
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}
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}
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}
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const size_t end = f.code.size();
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for (const size_t j : end_jmps) {
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patch_jump(f, j, end);
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}
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return true;
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}
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/**
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* @brief 赋值左值：帧寄存器直写或 STORE_* 到全局槽
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* @param f 当前函数
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@@ -314,6 +369,18 @@ namespace {
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}
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return fail("no register or slot for '" + e.name + "'");
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}
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if (e.kind == ExprKind::Cmp) {
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const uint8_t l = alloc_temp(f);
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if (!compile_expr(f, *e.lhs, l)) {
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return false;
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}
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const uint8_t r = alloc_temp(f);
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if (!compile_expr(f, *e.rhs, r)) {
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return false;
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}
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f.code.push_back(isa::enc_rrr(cmp_op(e.op), rd, l, r));
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return true;
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}
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if (e.kind == ExprKind::Not) {
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const uint8_t t = alloc_temp(f);
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if (!compile_expr(f, *e.operand, t)) {
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@@ -356,6 +423,23 @@ namespace {
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static_cast<uint8_t>((static_cast<uint16_t>(off) >> 8) & 0xFFu));
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}
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/**
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* @brief 比较符 → CMP_xx 操作码
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* @param op 比较运算
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* @return 对应操作码（CMP_EQ / CMP_NE / CMP_LT / CMP_LE / CMP_GT / CMP_GE）
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*/
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isa::Op cmp_op(BinOp op) const {
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switch (op) {
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case BinOp::Eq: return isa::Op::CMP_EQ;
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case BinOp::Ne: return isa::Op::CMP_NE;
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case BinOp::Lt: return isa::Op::CMP_LT;
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case BinOp::Le: return isa::Op::CMP_LE;
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case BinOp::Gt: return isa::Op::CMP_GT;
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case BinOp::Ge: return isa::Op::CMP_GE;
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}
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return isa::Op::CMP_EQ;
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}
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/**
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* @brief 按 io 绑定选读取操作码
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* @param name 变量名（小写）
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@@ -347,6 +347,56 @@ static bool test_not() {
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return true;
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}
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// ---- 9. 用例 04：IF / ELSIF / ELSE（CMP + JF + JMP 回填）----
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static bool test_case04() {
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std::vector<uint8_t> img;
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std::string err;
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CHECK(compile_case("04_if_elsif_else", &img, &err));
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const isa::ImageView v = isa::ImageView::from(img);
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CHECK(v.ok());
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const isa::FuncRow r = v.func_row(0);
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CHECK(r.nregs == 5); // sel out + 3 临时（CMP 目的 + 两操作数）
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CHECK(r.code_len == 14);
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char buf[64];
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const uint8_t* base = v.code_bytes();
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const uint32_t* ins = reinterpret_cast<const uint32_t*>(base);
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// IF sel = 0 THEN：sel→r3、0→r4、CMP_EQ r2（常量序：0、10、1、20、30）
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isa::disasm(ins[0], buf, sizeof buf);
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CHECK(std::strcmp(buf, "MOVE r3, r0") == 0);
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isa::disasm(ins[1], buf, sizeof buf);
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CHECK(std::strcmp(buf, "LOADK r4, 0") == 0);
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isa::disasm(ins[2], buf, sizeof buf);
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CHECK(std::strcmp(buf, "CMP_EQ r2, r3, r4") == 0);
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||||
isa::disasm(ins[3], buf, sizeof buf);
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CHECK(std::strcmp(buf, "JF r2, +2") == 0); // 假 → elsif（[6]）
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isa::disasm(ins[4], buf, sizeof buf);
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CHECK(std::strcmp(buf, "LOADK r1, 1") == 0); // out := 10（常量 1）
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isa::disasm(ins[5], buf, sizeof buf);
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CHECK(std::strcmp(buf, "JMP +7") == 0); // → end（[13]）
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// ELSIF sel = 1
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isa::disasm(ins[6], buf, sizeof buf);
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CHECK(std::strcmp(buf, "MOVE r3, r0") == 0);
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isa::disasm(ins[7], buf, sizeof buf);
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CHECK(std::strcmp(buf, "LOADK r4, 2") == 0);
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isa::disasm(ins[8], buf, sizeof buf);
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CHECK(std::strcmp(buf, "CMP_EQ r2, r3, r4") == 0);
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isa::disasm(ins[9], buf, sizeof buf);
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CHECK(std::strcmp(buf, "JF r2, +2") == 0); // 假 → else（[12]）
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isa::disasm(ins[10], buf, sizeof buf);
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CHECK(std::strcmp(buf, "LOADK r1, 3") == 0);
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isa::disasm(ins[11], buf, sizeof buf);
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CHECK(std::strcmp(buf, "JMP +1") == 0); // → end（[13]）
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// ELSE
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isa::disasm(ins[12], buf, sizeof buf);
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CHECK(std::strcmp(buf, "LOADK r1, 4") == 0);
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isa::disasm(ins[13], buf, sizeof buf);
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CHECK(std::strcmp(buf, "RET") == 0);
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return true;
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}
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int main() {
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if (!test_case01()) return 1;
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if (!test_case02()) return 1;
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@@ -356,6 +406,7 @@ int main() {
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if (!test_write_input()) return 1;
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if (!test_case03()) return 1;
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if (!test_not()) return 1;
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if (!test_case04()) return 1;
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std::printf("codegen_test: %d checks passed\n", g_checks);
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return 0;
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}
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