Claude-skill-registry compiler-dev

编译器后端开发专家，专注于IR、CFG、SSA、数据流分析和优化Pass。

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git clone https://github.com/majiayu000/claude-skill-registry

Claude Code · Install into ~/.claude/skills/

T=$(mktemp -d) && git clone --depth=1 https://github.com/majiayu000/claude-skill-registry "$T" && mkdir -p ~/.claude/skills && cp -r "$T/skills/data/compiler-dev" ~/.claude/skills/majiayu000-claude-skill-registry-compiler-dev && rm -rf "$T"

manifest: skills/data/compiler-dev/SKILL.md

编译器后端开发

🎯 垂直职责

单一职责: 编译器中后端技术 - 符号表、类型系统、IR、CFG、SSA、优化

📦 核心能力

1. 符号表与类型系统 (EP6-EP10)

位置:

ep20/src/main/java/org/teachfx/antlr4/ep20/symtab/

作用域:
```
scope/GlobalScope
```
,
```
scope/LocalScope
```

符号:

symbol/VariableSymbol

symbol/MethodSymbol

类型:

type/Type

type/BuiltInType

type/StructType

2. 中间表示 (EP11-EP17)

位置:

ep20/src/main/java/org/teachfx/antlr4/ep20/ir/

表达式:
```
ir/expr/
```
(BinExpr, UnaryExpr, ConstVal)
语句:
```
ir/stmt/
```
(Assign, Jump, ConditionalJump)
构建器:
```
CymbolIRBuilder.java
```

3. 控制流图 (EP16-EP17)

位置:

ep20/src/main/java/org/teachfx/antlr4/ep20/pass/cfg/

核心:
```
ControlFlowAnalysis.java
```
,
```
CFG.java
```
基本块:
```
BasicBlock<IRNode>
```

4. SSA与优化 (EP21)

位置:

ep21/src/main/java/org/teachfx/antlr4/ep21/

SSA:
```
analysis/ssa/SSAGraph.java
```
数据流:
```
analysis/dataflow/
```
(LiveVariableAnalysis, ReachingDefinitions)
优化:
```
pass/cfg/
```
(ConstantFolding, CSE, DCE)

🔗 关系图

→ ep-navigator (识别EP范围) → antlr4-dev (AST → IR转换) ← vm-dev (IR → 字节码)

🚀 快速开始

实现新的优化Pass

# 1. 创建优化器 (实现IFlowOptimizer<IRNode>)
vim ep21/src/main/java/.../pass/cfg/NewOptimizer.java

# 2. 标准模板
public class NewOptimizer implements IFlowOptimizer<IRNode> {
    @Override
    public void onHandle(CFG<IRNode> cfg) {
        // 遍历基本块
        for (BasicBlock<IRNode> block : cfg) {
            // 优化逻辑
        }
    }
}

# 3. 创建测试
vim ep21/src/test/java/.../pass/cfg/NewOptimizerTest.java

# 4. 运行测试
mvn test -pl ep21 -Dtest="*NewOptimizer*"

SSA转换流程

# 1. 构建支配树
cfg.computeDominanceFrontier();

# 2. 插入Φ函数
ssa.insertPhiFunctions();

# 3. 变量重命名
ssa.renameVariables();

# 4. 验证
mvn test -pl ep21 -Dtest="*SSATest"

📊 数据流分析模板

// 标准数据流分析框架
public class MyDataFlowAnalysis extends AbstractDataFlowAnalysis<Set<Var>, Set<Var>> {
    @Override
    public Set<Var> getBoundaryCondition() {
        return new HashSet<>(); // 初始状态
    }

    @Override
    public Set<Var> getInitialFlow() {
        return new HashSet<>(); // 默认状态
    }

    @Override
    public Set<Var> merge(List<Set<Var>> inputs) {
        Set<Var> result = new HashSet<>();
        for (Set<Var> input : inputs) {
            result.addAll(input); // 合并操作
        }
        return result;
    }

    @Override
    public Set<Var> flowFunction(BasicBlock<IRNode> block, Set<Var> input) {
        Set<Var> output = new HashSet<>(input);
        // 传递函数: 根据block内容修改output
        return output;
    }
}

🛠️ 常用命令

# 编译器后端
mvn compile -pl ep20                    # 编译EP20
mvn compile -pl ep21                    # 编译EP21

# 测试
mvn test -pl ep20 -Dtest="*IR*"         # 测试IR生成
mvn test -pl ep20 -Dtest="*CFG*"        # 测试CFG
mvn test -pl ep21 -Dtest="*SSA*"        # 测试SSA
mvn test -pl ep21 -Dtest="*Optimizer*"  # 测试优化

# 覆盖率
mvn jacoco:report -pl ep21
open ep21/target/site/jacoco/index.html

📐 IR节点速查

类型	类名	字段	用途
常量	`ConstVal<T>`	`val: T`	字面量
变量	`VarSlot`	`name: String`	变量引用
二元运算	`BinExpr`	`lhs, rhs: VarSlot` , `op: BinaryOpType`	a + b
一元运算	`UnaryExpr`	`expr: VarSlot` , `op: UnaryOpType`	-a
赋值	`Assign`	`lhs: VarSlot` , `rhs: Operand`	x = y
标签	`Label`	`name: String` , `bb: BasicBlock`	基本块标签
跳转	`Jump`	`target: BasicBlock`	goto L
条件跳转	`CondJump`	`cond: VarSlot` , `true/false: BasicBlock`	if (cond)

⚠️ 常见问题

问题	原因	解决方案
IR类型不匹配	`Assign.rhs` 是 `Operand` 不是 `Expr`	使用 `ConstVal` 或 `VarSlot`
CFG边方向错误	`getSucceed(id)` 返回 `Set<Integer>`	遍历ID再查BasicBlock
SSA重命名失败	未计算支配边界	先调用 `computeDominanceFrontier()`
优化Pass未生效	未注册到优化管道	添加到 `OptimizerPipeline`

版本: v1.0 | 垂直职责: 编译器后端 | 2025-12-23