Hello, Saya Lang

QBE 是一个轻量级的编译器后端，一年前从 Hare 那认识的，它的中间语言长这样：

function w $add(w %a, w %b) {          # Define a function add
@start
    %c =w add %a, %b                   # Adds the 2 arguments
    ret %c                             # Return the result
}
export function w $main() {            # Main function
@start
    %r =w call $add(w 1, w 1)          # Call add(1, 1)
    call $printf(l $fmt, ..., w %r)    # Show the result
    ret 0
}
data $fmt = { b "One and one make %d!\n", b 0 }

Saya 类型映射到 QBE 类型：

• i64, pointer -> long (l)
• u8, bool -> word (w) / byte(b)
• struct / array -> aggregate type

u8 和 bool 比较特殊：QBE 的函数参数、返回值和临时变量只能是 word 或 long，不支持 byte。所以这两个类型在大多数场景用 word，只有 load / store 指令才用 byte 来确保只读写一个字节。

标量类型（i64、bool、指针等）可以直接用 load / store 操作整个值，但聚合类型（struct、array、slice）不行-–—它们按地址传递，赋值时需要逐字段复制。

fn load_value(
    &mut self,
    qfunc: &mut qbe::Function<'static>,
    addr: qbe::Value,
    type_id: TypeId,
) -> GenValue {
    if self.types.get(type_id).is_aggregate() {
        // 聚合类型：直接返回地址，不生成 load
        match addr {
            qbe::Value::Temporary(name) => GenValue::Temp(name, type_id),
            qbe::Value::Global(name) => GenValue::Global(name, type_id),
            qbe::Value::Const(_) => unreachable!("cannot load from a constant address"),
        }
    } else {
        // 标量类型：生成 load 指令
        let load_type = self.qbe_load_type(type_id);
        self.assign_to_temp(qfunc, type_id, qbe::Instr::Load(load_type, addr))
    }
}

fn store_value(
    &mut self,
    qfunc: &mut qbe::Function<'static>,
    dest_addr: qbe::Value,
    src: GenValue,
    type_id: TypeId,
) {
    if self.types.get(type_id).is_aggregate() {
        // 聚合类型：根据具体类型展开复制
        self.copy_aggregate(qfunc, dest_addr, src.into(), type_id);
    } else {
        // 标量类型：生成 store 指令
        let store_type = self.qbe_store_type(type_id);
        qfunc.add_instr(qbe::Instr::Store(store_type, dest_addr, src.into()));
    }
}

if-else 表达式需要合并两个分支的值，用了 QBE 的 phi 指令：

let zero: i64 = if true { 0 } else { 1 };

生成：

    %zero =l alloc8 8
@if.0.cond
    jnz 1, @if.0.then, @if.0.else
@if.0.then
    jmp @if.0.end
@if.0.else
    jmp @if.0.end
@if.0.end
    %temp.0 =l phi @if.0.then 0, @if.0.else 1
    storel %temp.0, %zero

QBE IL 生成用了 qbe-rs crate，它的 phi 只支持两个节点，但我手写 IL 测试出 QBE 是支持多 phi 节点的。

如果未来要实现 match 或 loop + 多个 break value 的话，可能要给 qbe-rs 提个 PR。不过目前够用，else if 会解析成嵌套的 if，每层只需要两个 phi 节点。

&& 和 || 需要短路求值-–—左侧结果确定时不求值右侧。不能用简单的位运算实现，得用控制流。

let t: bool = true;
let f: bool = false;
let result: bool = t && f;

生成：

    %t =l alloc4 1
    storeb 1, %t
    %f =l alloc4 1
    storeb 0, %f
    %result =l alloc4 1
    %temp.0 =w loadub %t
    jnz %temp.0, @land.0.rhs, @land.0.false
@land.0.rhs
    %temp.1 =w loadub %f
    %temp.2 =w copy %temp.1
    jmp @land.0.end
@land.0.false
    %temp.3 =w copy 0
    jmp @land.0.end
@land.0.end
    %temp.4 =w phi @land.0.rhs %temp.2, @land.0.false %temp.3
    storeb %temp.4, %result

想要舒服地自举还需要一些语言特性，不想这么快。

Hare 做了一个构建工具来简化和加速模块编译过程，但我想参考 nob.h 和 build.zig，至少在用户层面上使用 Saya 语言来自己完成构建工作。

完成了，或者说很早就完成了，用 Raylib 写了个贪吃蛇：github.com/13m0n4de/snake-saya。

实际上，Saya 参考 北大编译实践在线文档 的目录顺序实现了前期的功能，之后就一直以运行 Raylib 为目标，可以说整个 Saya 都是 Raylib Speedrun。