指令编码：fmt 位段取消，形态改由前缀分区表达（Q1=010 查表 / Q2 空位待定 / Q3 全组分区）

- 前缀分区：11=RR、10=NONE、011=RRR、010=其他8条（查表）、0010=SLOT+off、
  0011=IMM64、0001=预留（32B）
- 字节 1 = [func:4 | 空:4]（空位待全部编码后定）
- 指令集清单：全部 72 行编码按新分区重排；§1 位号表/位图更新
- uses_* 推导：前缀直推 + 010 区查表；编译器优化/指令集优化同步
- op 预算：RR 21/64、NONE 2/64、RRR 26/32、其他 8/32、SLOT+off 8/16、IMM64 1/16

Doc/isa/指令编码.md

@@ -1,57 +1,47 @@
-# 指令编码（V2：RISC-V 式 op + func）
+# 指令编码（V2：RISC-V 式 op + func + 前缀分区形态）
 
-> 状态：**定案存档**。本文独立存储 RISC-V 式指令编码设计（opcode 定功能、func 定细节），
-> 与 [`指令集优化.md`](指令集优化.md)（格式/数据模型/待确认）配套。
-> 定案日期：2026-08-24。
+> 状态：**定案存档**。RISC-V 式指令编码：opcode 定功能、func 定细节、
+> **操作数形态由长度组前缀分区表达**（fmt 位段已取消）。
+> 与 [`指令集优化.md`](指令集优化.md)（格式/数据模型/待确认）配套。修订：2026-08-24。
 
 ## 1. 设计原则（RISC-V 式）
 
 ```text
-RISC-V:  opcode 决定指令的"功能族"（LOAD/STORE/OP/BRANCH…）
-         funct3/funct7 决定"功能细节"（宽度/符号/变体）
-         lb 与 lbu 同一 opcode，funct3 区分符号
-
-本方案:  op 决定指令的"功能"（MOVE/LOAD/ADD…）
-         func 决定"功能的细节"（宽度/符号/浮点/变体）
-         func 的语义由 op 决定（随 op 变，不是全局统一表）
+opcode 决定指令的"功能"（MOVE/LOAD/ADD…）
+func   决定"功能的细节"（宽度/符号/浮点）
+操作数形态（RR/RRR/IMM/SLOT/…）由长度组前缀分区 + 小表表达
 ```
 
-- **opcode 只决定指令的功能**；func 决定功能的细节
-- **func 语义随 op 变**：MOVE 的 func = 宽度；LOAD 的 func = 宽度×符号；ADD 的 func = 宽度×符号+浮点
-
 ## 2. 指令字结构（头两字节 + 操作数区）
 
 ```text
-指令 = 字节0 + 字节1 + 操作数区（rd/rs/slot/off…，按 fmt 与长度组）
+指令 = 字节0 + 字节1 + 操作数区（rd/rs/slot/off…，按形态）
 
 字节 0                 字节 1
-[前缀 | op]            [func:4 | fmt:4]
-  ↑                      ↑          ↑
-  长度+主操作码           功能细节    操作数形态
+[长度前缀+分区 | op]   [func:4 | 空:4]
+  ↑                      ↑
+  长度+形态分区+操作码     功能细节（空 4 位待全部编码后定）
 ```
 
-### 2.1 字节 0：长度前缀 + 主操作码（前缀编码，UTF-8/RISC-V 式）
+## 3. 前缀编码与形态分区
 
-| 前缀（从最高位开始比对） | 指令长度 | op 位宽 | op 空间 |
-|---|---|---|---|
-| `1` | 4 字节 | 7 位 | 128 |
-| `01` | 8 字节 | 6 位 | 64 |
-| `001` | 16 字节 | 5 位 | 32 |
-| `0001` | 32 字节（预留） | 4 位 | 16 |
+前缀从最高位起比对，长度与形态分区一体：
 
-- **长度自描述**：前缀本身即长度，未来 64B 可续 `00001`（无限延伸）
-- **op 按组分治**：各长度组的 opcode 独立编号（4B 的 MOVE=0 与 8B 的 LOAD=0 不冲突，前缀已区分）
-- 取指：读字节 0 → 前缀判定长度 → 搬整条
+| 前缀 | 指令长度 | 分区 | 形态 | op 位宽 | op 空间 | 指令 |
+|---|---|---|---|---|---|---|
+| `11` | 4B | 11 | **RR** | 6 位 | 64 | MOVE/NOT/NEG/ABS/INC/DEC/浮点单目/舍入/CONV（21） |
+| `10` | 4B | 10 | **NONE** | 6 位 | 64 | NOP/RET（2） |
+| `011` | 8B | 011 | **RRR** | 5 位 | 32 | 算术/逻辑/移位/位操作/比较（26） |
+| `010` | 8B | 010 | **查表**（6 种形态） | 5 位 | 32 | LOADK/LOAD/STORE/JMP/JT/JF/CALL/CAL（8，见 §5） |
+| `0010` | 16B | 0010 | **SLOT+off** | 4 位 | 16 | LOAD_OFF/STORE_OFF/字符串（8） |
+| `0011` | 16B | 0011 | **IMM64** | 4 位 | 16 | LOADK64（1） |
+| `0001` | 32B | 0001 | 预留 | 4 位 | 16 | JTBL/复杂字符串/数组（6，形态待定） |
 
-### 2.2 字节 1：func + fmt（各 4 位）
+- **长度自描述**：`1` 开头 → 4B、`01` → 8B、`001` → 16B、`0001` → 32B（前缀分区不改变长度判定）
+- **op 按组内独立编号**（各区从 0 起）
+- 取指：读字节 0 → 前缀定长 → 搬整条；形态由前缀分区直推（010 区查表）
 
-```text
-[func:4 | fmt:4]
-  高 4 位 = func   功能细节（宽度/符号/浮点）
-  低 4 位 = fmt    操作数形态
-```
-
-## 3. func 位段（4 位，16 种）
+## 4. func 位段（字节 1 高 4 位，16 种）
 
 | func | 语义 | 覆盖类型（编译期映射） |
 |---|---|---|
@@ -67,67 +57,68 @@ RISC-V:  opcode 决定指令的"功能族"（LOAD/STORE/OP/BRANCH…）
 | 9 | F64 | LREAL |
 | 10..15 | 预留 | |
 
-- **func 语义随 op**：
-  - MOVE：只表达**宽度**（1/2/4/8B 搬运），不管符号/浮点
-  - LOAD/STORE：宽度×符号（读几字节 + 符号/零扩展）
-  - ADD/SUB/MUL/DIV：宽度×符号（整数饱和）+ F32/F64（浮点 IEEE）
-  - 逻辑（AND/OR/NOT/位运算）：宽度（BOOL 情况由编译器保证 0/1 输入）
-  - 跳转/调用/CAL/无类型指令：func 不使用（保留 0）
-- **VM 只认 func**（10 种数据语义），无类型概念；类型语义全在编译层
+- **func 语义随 op**：MOVE=宽度；LOAD/STORE=宽度×符号；ADD..=宽度×符号+浮点；逻辑=宽度；无类型指令 func=0（不使用）
+- **字节 1 低 4 位暂空**：待全部指令编码完后决定用途（func 扩位/扩展字段）
 
-## 4. fmt 位段（4 位，9 种格式 + 7 预留）
+## 5. 形态识别（前缀直推 + 010 区查表）
 
-| fmt | 形态 | 说明 |
+| 前缀 | 形态 | 识别方式 |
 |---|---|---|
-| 0 | RR | rd, rs（MOVE/NOT/浮点单目） |
-| 1 | RRR | rd, ra, rb（算术/比较/位运算） |
-| 2 | IMM | rd, 32 位立即数（LOADK/CALL） |
-| 3 | SLOT | rd, slot32（LOAD/STORE/CAL） |
-| 4 | JMP | off32 |
-| 5 | JC | rd, off（JT/JF） |
-| 6 | CALL | fn_id（独立格式，未合并） |
-| 7 | CAL | fb_id, slot（独立格式，未合并） |
-| 8 | NONE | 无操作数（RET/NOP） |
-| 9 | SLOT+off | rd, slot, off（16B：结构体/FB 字段访问） |
-| 10 | IMM64 | rd, imm64（16B：64 位立即数内嵌） |
-| 11..15 | 预留 | |
+| `11` | RR | 前缀直推 |
+| `10` | NONE | 前缀直推 |
+| `011` | RRR | 前缀直推 |
+| `010` | 见下表（8 条） | **op 查表** |
+| `0010` | SLOT+off | 前缀直推 |
+| `0011` | IMM64 | 前缀直推 |
+| `0001` | 预留 | 待定 |
 
-- **格式不合并**：fmt 4 位足够，CALL/CAL 保持独立格式（U1 闭合为"不合并"）
-- **16B 形态分配 fmt 9/10**：SLOT+off（字段访问）、IMM64（立即数内嵌）——fmt 4 位 16 空间：0..10 用 + 11..15 预留
+**010 区查表（8 条）**：
 
-## 5. 长度组 × 格式族（操作数区）
+| 子 op | 指令 | 形态 | 操作数区 |
+|---|---|---|---|
+| 0 | LOADK | IMM | rd=23..16、imm32=55..24、pad=63..56 |
+| 1 | LOAD | SLOT | rd=23..16、slot32=55..24、pad=63..56 |
+| 2 | STORE | SLOT | 同上 |
+| 3 | JMP | JMP | off32=47..16、pad=63..48 |
+| 4 | JT | JC | rd=23..16、off32=55..24、pad=63..56 |
+| 5 | JF | JC | 同上 |
+| 6 | CALL | CALL | fn_id32=47..16、pad=63..48 |
+| 7 | CAL | CAL | fb_id16=31..16、slot32=63..32 |
 
-| 长度组 | 格式族 | 操作数区 |
+## 6. uses_rd / uses_ra / uses_rb（寄存器越界检查推导）
+
+"哪些字段是寄存器"由形态决定，前缀直推 + 010 查表：
+
+| 形态 | uses_rd | uses_ra | uses_rb |
+|---|---|---|---|
+| RR（11） | ✓ | ✓（rs） | — |
+| NONE（10） | — | — | — |
+| RRR（011） | ✓ | ✓ | ✓ |
+| 010 区 | 查表（IMM/SLOT/JC 的 rd ✓；JMP/CALL/CAL —） | 查表（—） | 查表（—） |
+| SLOT+off（0010） | ✓ | — | — |
+| IMM64（0011） | ✓ | — | — |
+
+执行：`if (uses_rd && rd >= nregs) → BadOp`——RRR 等大组零查表直推，010 区 8 条查小表。
+
+## 7. 长度组 × 操作数区
+
+| 前缀 | 长度 | 操作数区（bit16 起） |
 |---|---|---|
-| 4B | NONE / RR | rd + rs1（各 1B） |
-| 8B | RRR / IMM / SLOT / JMP / JC / CALL / CAL | + rs2 + slot32/fn_id32/const_id32/off32 |
-| 16B | SLOT+off（字段访问）/ IMM64 | + slot32 + off32/imm64 |
-| 32B | 预留（JTBL/复杂字符串） | — |
+| 11/10 | 4B | RR: rd=23..16、rs=31..24；NONE: pad=31..16 |
+| 011/010 | 8B | RRR: rd+rs1+rs2+pad；其余见 §5 查表 |
+| 0010/0011 | 16B | SLOT+off: rd+slot32+off32+pad；IMM64: rd+imm64+pad |
+| 0001 | 32B | 预留（操作数区 30B，格式待定） |
 
-## 6. 类型系统（编译期）→ func 映射
+## 8. 类型系统（编译期）→ func 映射
 
-- **编译期**：19 种 IEC 基础类型（BOOL/BYTE/WORD/DWORD/LWORD/SINT/INT/DINT/LINT/USINT/UINT/UDINT/ULINT/TIME/REAL/LREAL/DATE/TOD/DT），类型检查**严格比对**——类型不匹配编译期报错，不进 VM
-- **BOOL 约束**：编译器限制 BOOL 只能填 0/1（TRUE/FALSE），其他值编译期报错；VM 无 BOOL 特例
-- **运行时**：VM 只认 func 的 10 种"宽度+符号+浮点"组合，机械执行
-- 位串（BYTE/WORD/…）与无符号整数同 func——运算语义由 **op** 区分（SHL 是位运算指令、ADD 是算术指令）
-- TIME 用 8B 有符号 func（毫秒语义在编译层）
-- 常量表：条目 8B 原始值（无 tag），LOADK 按 func 解释（A2 定案不变）
+- **编译期**：19 种 IEC 基础类型，类型检查严格比对——不匹配编译期报错
+- **BOOL 约束**：编译器限制 0/1，越界报错；VM 无 BOOL 特例
+- **运行时**：VM 只认 func 的 10 种"宽度+符号+浮点"组合
+- 常量表：条目 8B 原始值（无 tag），LOADK 按 func 解释
 
-## 7. 与 RISC-V 的对照
+## 9. 决策历史
 
-| | RISC-V | 本方案 |
-|---|---|---|
-| 主功能 | opcode[6:0] | 前缀 + op（按长度组分治） |
-| 细节 | funct3（3 位）/ funct7 | func（4 位，10 组合） |
-| 形态 | rd/rs1/rs2/imm 固定位置 | fmt（4 位，9 形态） |
-| 宽度×符号 | lb/lbu/lh/lhu/lw/lwu/ld | func 0..9 全矩阵 |
-| 指令长 | 定长 32 位（+RVC 压缩 16 位） | 变长 4/8/16/32B（前缀编码） |
-
-## 8. 决策历史
-
-- 用户提出 RISC-V 式：opcode 只决定功能，func 决定细节（例：MOVE 按 func 分搬运宽度）
-- func 4 位（16 种）够用；10 组合实际使用
-- MOVE 只搬宽度不管符号/浮点（例为示意，宽度按 func 全矩阵 1/2/4/8B）
-- 19 类型 → 10 func 由编译器映射；类型检查严格，不匹配编译期报错
-- BOOL 编译器强制 0/1，越界报错
-- 字节 1 = [func:4 | fmt:4] → fmt 4 位 → **格式合并作废**（CALL/CAL 独立格式）
+- 用户提出 RISC-V 式：opcode 定功能、func 定细节
+- 前缀分区：用户提出 `011`=RRR、`010`=其他（8 条查表）；`11`=RR、`10`=NONE（4B）；`0010`=SLOT+off、`0011`=IMM64（16B）
+- **fmt 位段取消**：形态由前缀分区 + 010 区查表表达；字节 1 = [func:4 | 空:4]，空位待全部编码后定
+- func 4 位（10 组合）；MOVE 只管宽度；19 类型 → 10 func 编译期映射；BOOL 编译器强制 0/1