From 6869624f097c91b59909ecb34436014f702ce9d4 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: chentianya Date: Mon, 24 Aug 2026 16:00:45 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?U10=20=E5=AE=9A=E6=A1=88=EF=BC=9A=E5=AF=84?= =?UTF-8?q?=E5=AD=98=E5=99=A8/=E8=B0=83=E7=94=A8=E7=BA=A6=E5=AE=9A?= =?UTF-8?q?=E7=BB=B4=E6=8C=81=20+=20=E6=A0=88=E6=96=B9=E6=A1=88=20C?= =?UTF-8?q?=EF=BC=88=E9=A2=84=E5=88=86=E9=85=8D=E6=A0=88=E5=8C=BA=20+=20ma?= =?UTF-8?q?x=5Fstack=20=E7=BC=96=E8=AF=91=E6=9C=9F=E7=AE=97=20+=20?= =?UTF-8?q?=E5=8F=8C=E6=A3=80=E6=9F=A5=20+=20=E9=80=92=E5=BD=92=E7=BC=96?= =?UTF-8?q?=E8=AF=91=E6=9C=9F=E6=8A=A5=E9=94=99=EF=BC=89?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit - §2.2 修正：256 = 寻址上限（非每帧分配数）；帧按 nregs 动态分配 - 新增调用栈设计：max_stack@116（调用图最坏路径）、预分配零分配、 字节/深度双检查、MAIN 帧常驻 - 递归 = 链接层环检测编译期报错（link error: recursive call） - 编译器优化.md：max_stack 计算职责 + Linker 环检测 - §9.2 U10 闭合；影响面/决策历史同步 --- Doc/compiler/编译器优化.md | 8 +++++++- Doc/isa/指令集优化.md | 26 +++++++++++++++++++------- 2 files changed, 26 insertions(+), 8 deletions(-) diff --git a/Doc/compiler/编译器优化.md b/Doc/compiler/编译器优化.md index bad5742..b0c4868 100644 --- a/Doc/compiler/编译器优化.md +++ b/Doc/compiler/编译器优化.md @@ -51,6 +51,12 @@ - **值段**：紧凑变宽布局，对齐规则 1/2/8 字节（BOOL 1 / INT 2 / TIME·LREAL·LWORD·ULINT·LINT 8 / REAL·DWORD·UDINT·DINT 4），**对齐由编译器保证**，VM 从 type 位段已知宽度 - 初值写值段（编译期 layout）；结构体 = 值区连续字段块（元数据段字段表，v1 预留） +### 3.3b 调用栈与递归（U10 方案 C） + +- **递归 = 编译期错误**：链接层对 FUNCTION 调用图做环检测（自调用/循环调用）→ `link error: recursive call`（V1 用例 19 已是负例，V2 明确为编译期错误） +- **max_stack 计算**（链接层/Codegen 职责）：无环调用图 → 最坏调用路径 Σ(帧头 12B + 各函数 nregs×8)，写入映像头 @116 +- VM 按 max_stack 预分配栈区（运行期零分配）；溢出双检查（字节 + 深度 64） + ### 3.4 变长指令对 codegen 的影响 - **跳转回填改字节单位**：`patch_jump` 按字节（off32，相对下一条），pc/code_offset/code_len 全字节化 @@ -84,7 +90,7 @@ | Lexer | 类型关键字扩展（19）、进制前缀 + 浮点字面量 | | Parser | 类型引用、字面量 AST | | Typecheck | 禁隐式转换（严格一致）+ 字面量上下文适配、19 类型元数据 | -| Linker | 槽表条目分配（addr:u32）、FB 实例字段偏移 | +| Linker | 槽表条目分配（addr:u32）、FB 实例字段偏移、**调用图环检测（递归报错）+ max_stack 计算** | | Codegen | E_* 变长发射、字节化回填、槽表+值区 layout、FB 共享体（16B 变体） | | MachineConfig / machine.toml | type 表 19 条（base/width/signed/tag）、前缀分区/func 位段校验 | diff --git a/Doc/isa/指令集优化.md b/Doc/isa/指令集优化.md index 57bfd4a..570ed67 100644 --- a/Doc/isa/指令集优化.md +++ b/Doc/isa/指令集优化.md @@ -52,12 +52,22 @@ - **字段访问统一为 LOAD/STORE 16B 变体**：`LOAD rd, slot, off32`（基槽 + 偏移，编译期算死）——结构体字段与 FB 共享体字段**同一指令**，无单独 LOADF - **跳转偏移字节化**：off32（字节，相对下一条）；pc/code_offset/code_len 全字节单位；code 段 16 字节对齐 -### 2.2 寄存器模型（维持现状） +### 2.2 寄存器模型与调用栈（U10 定案） -- **寄存器编号 = 1 字节（8 位）→ 256 个/帧**（定长） -- 编号容量恒定关系：`8bit×256 == 16bit×128 == 32bit×64 == 64bit×32`（编号位宽 × 数量反比，总容量恒定） +- **寄存器编号 = 1 字节（8 位）→ 256 个为寻址上限**（8 位字段能编的最大寄存器号），**不是每帧分配数** +- **每帧按函数头 nregs 动态分配**（编译器按该函数变量+临时峰值算）：帧大小 = nregs × 8B（百字节级），栈深 64 上限 +- 编号容量恒定关系：`8bit×256 == 16bit×128 == 32bit×64 == 64bit×32`（指编号位宽 × 数量反比，编号空间，非帧大小） - 寄存器值仍 8 字节（int64）；codegen `register overflow (>256)` 检查保留 -- 调用约定不变：r0 结果、r1..r7 参数、r8+ 变量/临时 +- 调用约定不变：r0 结果、r1..r7 参数（≤7）、r8+ 变量/临时；CALL/RET 帧复制 = **r0..r7 全宽（64B）**，类型解释是下游指令按 func 的事 + +#### 调用栈（方案 C：预分配栈区，U10 定案） + +- **无递归**：链接层检测调用图环（FUNCTION 自调用/循环调用）→ **编译期报错**（`link error: recursive call`）；无环 → 最坏调用路径编译期可算 +- **max_stack 编译期计算**：最坏调用路径 Σ(帧头 12B + nregs×8)，写入映像头（@116） +- **预分配栈区**：Machine 构造时一次性分配 max_stack 字节连续内存，运行期零分配 +- **压帧**：从栈顶取 nregs×8 + 帧头(12B)，sp += 帧需求；**弹帧**：sp -= 帧需求 +- **溢出检查双口径**：剩余栈 < 帧需求 → `StackOverflow`（字节主检查）+ 深度 ≤64（双保险） +- **MAIN 帧常驻栈底**（跨周期保留），周期结束回退 sp 到 MAIN 帧顶 ### 2.3 数据模型：槽表（引用）→ 值区（数据） @@ -114,7 +124,8 @@ 104 n_slots ← 槽表条目数（= n_globals + FB 实例/结构体字段槽数） 108 values_size ← 值段字节数（原 n_values，命名修正） 112 offset_meta ← 元数据段偏移（v1 恒 0 = 空段；结构体/字符串类型表预留） -116..127 预留 12 字节 +116 max_stack ← 栈区字节数（编译期按调用图算，U10 方案 C） +120..127 预留 8 字节 ``` 段序：头 → 常量表 → 函数表 → 字节码 → 槽表段 → 值段 → 元数据段（v1 空） → SHA-256 尾 @@ -227,7 +238,7 @@ V2 的 op 位段仅 6 位（64 个），FB 占 8 个不划算，且 machine.toml |---|---| | isa | Op.h 重排（位域）、Instr.h 变长 pack/拆、Encode disasm 表驱动、Types 宽度/符号表 + 饱和模板化 | | compiler | machine.toml V2（type 表 19 条 + fmt/type 位段互锁）、MachineConfig 校验、Codec 变长、Codegen（槽表+值区布局、初值写值段、E_* 变长发射、字节化回填）、Stb 新头/段 | -| vm | Image 新头/段校验、Machine 取指变长 + 两级访问（槽表→值区）+ 按 type 读写 | +| vm | Image 新头/段校验、Machine 取指变长 + 两级访问（槽表→值区）+ 按 func 读写 + **预分配栈区**（max_stack，替代动态 vector frames） | | executor | slot_bool 按 BOOL 读 1 字节（小改） | | tests | isa/vm/machine/codegen/compiler 全部重写；cases 20 个重新生成产物 | | docs | 指令与映像、指令配置、stb文件格式、寄存器码、指令执行（line1 推演重算）、扫描周期、初步计划、README | @@ -264,6 +275,7 @@ V2 的 op 位段仅 6 位（64 个），FB 占 8 个不划算，且 machine.toml - U7 定案：头 128B 修正版（offset_meta 占位、values_size 命名、n_i/n_q/n_m 保留恒 0、n_slots 关系、16 对齐） - U8 定案：槽表条目 {addr:u32, 预留:u32} 8B - U9 定案：值段 1/2/4/8B 对齐编译器保证 +- U10 定案：寄存器/调用约定维持现状、帧按 nregs 动态分配；栈方案 C（预分配栈区 + max_stack@116 编译期算 + 字节/深度双检查）；递归 = 链接层环检测编译期报错 - A10 定案（B1/B2）：1 CAL + fb_id 16 位（查 [[fb]] 表）；V1 的 8 个 CAL_* opcode 作废 - B4 定案：领域指令（运动控制/通信）不进指令集，一律 FB 库；无 EXT 服务指令 - B3/B5 说明中待确认：单/双字计数编码（CAL type 位段）、op 位段预算 @@ -318,7 +330,7 @@ V2 的 op 位段仅 6 位（64 个），FB 占 8 个不划算，且 machine.toml | ~~U7~~ | ~~头 128 字节布局~~ | **已定案（修正版）**：17 字段表述、values_size 命名、offset_meta @112（v1=0）、n_i/n_q/n_m 保留恒 0、n_slots 关系定义、16 对齐（见 §2.5 注记） | | ~~U8~~ | ~~槽表条目格式~~ | **已定案**：{addr:u32, 预留:u32} 8B/条（引用表，地址指向值段） | | ~~U9~~ | ~~值段对齐~~ | **已定案**：1/2/4/8B 对齐由编译器布局保证（值段起点 16 对齐，见 U7） | -| U10 | **寄存器值 int64（8B）不变 + 调用约定 r0..r7 不变** | §2.2 已写 | 确认 / 改 | +| ~~U10~~ | ~~寄存器与调用栈~~ | **已定案**：寄存器 int64 不变；调用约定不变；CALL/RET 全宽复制；帧按 nregs 动态分配（§2.2 表述修正）；栈方案 C（预分配 + max_stack@116 + 字节/深度双检查 + 递归编译器报错） | | ~~U11~~ | ~~CAL 编码布局~~ | **已定案**：010 101 分区，操作数区 fb_id16=31..16 + slot32=63..32 | | U12 | **C1 元数据段**：v1 定 0 长度占位、schema 延后 | §4 建议 | 确认 / 改 | | U13 | **DATE/TOD/DT 表示**（uint32 天 / uint32 当日ms / uint64） | §2.4 已写 | 确认 / 改 |