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指令配置定案更新：最终架构 + .stb 格式冻结修订。

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- 指令配置.md 重写：架构图（machine.toml 只给编译器、vm 不读配置、isa 归执行器只管指令）、
  决策清单 9 项、TOML 草案（meta/type 别名+range+tag/op/fb）、类型系统（基元内置+值域+tag）、
  .stb 加固（型号标识[32]+SHA-256 文件尾各实现一份）、强校验清单、加东西流程、8 步执行计划、
  4 项实现前确认
- 指令与映像.md：头 72→104 字节（型号标识[32] 偏移 72）、文件尾 SHA-256[32]，12.13 修订注记
- stb文件格式.md：12.13 修订注记（落地后字节数字重新生成）
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2026-08-21 22:00:44 +08:00
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Doc/isa/指令配置.md
+147 -116
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@@ -1,15 +1,42 @@
# 指令配置文件（ops.txt）
# 机器定义文件（machine.toml）
指令集的**唯一事实来源**：name / opcode / class / format / 参数名 / enabled。代码实现与配置文件在启动时**强校验**一致，防止两处漂移。
指令集与类型的**唯一事实来源**，**只给编译器**（STCompiler/compiler）使用。执行器（vm）不读本文件——它是下位机程序，内建全部指令。
## 目标
## 架构（最终定案）
- 加指令/屏蔽指令的登记集中在一处（配置文件），不再散落在代码各处手改
- 执行器（VM）：**语义实现必须在代码里**，不能纯从文件加载；配置文件用于**屏蔽**（`enabled=false` 的指令执行到 → 故障）
- 编译器（STCompiler）：**启动时从文件加载**（校验 + 屏蔽传导）
- `.stb` ABI 不变：opcode 数值仍是冻结契约；屏蔽是编译期/运行期策略，不改数值
```text
machine.toml（只给编译器：meta + type 别名表 + op 表 + fb 表）
│ 运行时加载（toml++）+ 强校验
▼
STCompiler → compiler（编码 opcode / 类型元数据 / FB 布局 全部来自配置）
│ 写 .stb（compiler 自带写实现：型号标识[32] + SHA-256 文件尾）
▼
.stb ──→ BytecodeExecutor → vm（执行 switch 在 vm；读 .stb 自实现）
│ + 型号匹配校验 + SHA-256 校验
▼
isa（归执行器侧，只管指令定义）
```
## 指令的三层分类（定案）
| 模块 | 职责 |
|---|---|
| `compiler` | 配置驱动编译；自带 `.stb` 写实现；`--disasm` 用配置参数名/format 自格式化 |
| `vm` | 内建全指令集（执行 switch 在 vm）；自带 `.stb` 读实现 + 型号/SHA-256 校验；无屏蔽、不读配置 |
| `isa` | **归执行器侧**（vm 依赖），**只管指令定义**：Op 枚举/Instr/Encode/OpFormat/OpClass/类型/饱和/disasm。指令的具体执行实现在 vm |
| `machine.toml` | 编译器唯一知识来源 |
## 决策清单（定案）
1. 指令两大分类：**PLAIN**（无实例，26 条）/ **INSTANCE**（有实例，8 条 `CAL_*`）
2. 三层分类：`class`（操作对象）→ `format`（操作数形态）→ `参数名`（语义）
3. isa 归执行器侧、只管指令定义；执行 switch 留在 vm
4. 配置改 TOML、改名 machine.toml，只给编译器；vm 不需要配置
5. 一致性靠 `.stb`：**型号标识[32]**（定长字符串含版本）+ **SHA-256 文件尾**（compiler/vm 各实现一份）+ 强校验
6. 类型：**基元内置**（编译器内建 bit/int8..uint64/float32/float64，元数据在代码）；配置类型行 = `name + base + range? + tag`（别名）；**值域约束进配置**（如 BOOL range=[0,1]）
7. 字符串：**方案 A**（v1 不做；"组合类型"（含定长字符串 STRING(n)）为未来扩展，需时再扩 .stb 格式）
8. `.stb` 读写：compiler 写、vm 读，**各自实现**（无共享 image 模块）
9. 冻结哈希测试更新（接受）
## 指令三层分类
```text
class（操作对象） → format（操作数形态） → 参数名（操作数语义）
@@ -17,129 +44,133 @@ class（操作对象） → format（操作数形态） → 参数名（操作
JMP/JC/CALL/CAL/NONE slot/off/fn_id/instance
```
| 层 | 回答的问题 | 谁需要它 |
| 大类 | 操作对象 | 现有指令 |
|---|---|---|
| **class** | 操作对象：**值/搬运** 还是 **实例算法** | 语义归属、校验互锁（INSTANCE ↔ CAL） |
| **format** | 操作数的**形态**：寄存器 / 常量 id / 槽号 / 带符号偏移 | disasm 渲染、编码助手 |
| **参数名** | 每个操作数的**语义命名** | 元数据、文档、校验 |
| **PLAIN**（无实例） | 寄存器 / 立即数 / 槽号 / 分支 / 调用 | MOVE/LOADK/NOT/AND/OR/算术/CMP_* / JMP/JT/JF / LOAD_*/STORE_* / CALL/RET（26 条） |
| **INSTANCE**（有实例） | 数据区实例块（内建 FB） | CAL_TON/TOF/TP/CTU/CTD/CTUD/R_TRIG/F_TRIG（8 条） |
### 两个大类
format 不可省：同是"第二个操作数是数字"，`LOADK`/`LOAD_I`/`CALL` 渲染相同但语义不同（常量 id / 槽号 / fn_id，由参数名表达）；"数字 vs 寄存器 vs 偏移"的渲染差异（`r%d` / `%u` / `%+d`）只有 format 能表达。
| 大类 | 操作对象 | 现有指令 | 操作数形态 |
|---|---|---|---|
| **无实例**（PLAIN） | 寄存器 / 立即数 / 槽号 / 分支 / 调用 | MOVE/LOADK/NOT/AND/OR/算术/CMP_* / JMP/JT/JF / LOAD_*/STORE_* / CALL/RET（26 条） | RR/RRR/IMM/SLOT/JMP/JC/CALL/NONE |
| **有实例**（INSTANCE） | **数据区实例块**（内建 FB） | CAL_TON/TOF/TP/CTU/CTD/CTUD/R_TRIG/F_TRIG（8 条） | CAL（一个实例基槽号） |
## 配置文件格式（TOML）
区别的本质：
**全属性必填，不可省略**：
```toml
[meta]
name = "STATOR" # 型号名（参与 .stb 型号标识）
version = 1 # 指令集版本（参与 .stb 型号标识）
# ---- 类型：编译器内建基元（bit/int8/int16/int32/int64/uint8/uint16/uint32/uint64/float32/float64）
# 配置类型 = 基元别名（+ 值域约束 + .stb 契约 tag）
[[type]]
name = "BOOL"
base = "uint8"
range = [0, 1] # 值域约束（语言语义数据化；缺省 = 基元全范围）
tag = 0 # 常量表契约（强校验）
[[type]]
name = "INT"
base = "int16"
tag = 1
[[type]]
name = "TIME"
base = "int64"
tag = 2
# ---- 指令（全属性必填）
[[op]]
name = "MOVE"
opcode = 0
class = "plain" # plain / instance
format = "RR"
params = ["rd", "rs"]
enabled = true
[[op]]
name = "CAL_TON"
opcode = 24
class = "instance"
format = "CAL"
params = ["instance"]
enabled = true
[[op]]
name = "RET"
opcode = 33
class = "plain"
format = "NONE"
params = []
enabled = true
# ---- 内建 FB（布局登记；cal_opcode 与 op 行强校验一致）
[[fb]]
name = "ton"
opcode = 24
fields = [["in", "BOOL"], ["pt", "TIME"], ["q", "BOOL"], ["et", "TIME"]]
[[fb]]
name = "ctud"
opcode = 29
fields = [["cu", "BOOL"], ["cd", "BOOL"], ["r", "BOOL"], ["lu", "BOOL"],
["pv", "INT"], ["qu", "BOOL"], ["qd", "BOOL"], ["cv", "INT"]]
```
## 类型系统
- **基元内置**：编译器内建 `bit/int8/int16/int32/int64/uint8/uint16/uint32/uint64/float32/float64`（宽度/有无符号/是否浮点元数据在代码，C 语义）
- **别名**：配置类型行只写 `name + base + range? + tag`——宽度/符号/浮点从 base 继承
- **值域约束**：`range`（如 BOOL [0,1]）供编译器做常量/赋值检查；缺省 = 基元全范围
- **tag 契约**：`tag`（0/1/2）与 `.stb` 常量表格式强校验（防 type 表改序破坏旧 .stb）
- **字符串**：v1 不做（方案 A）；组合类型（含 `STRING(n)`）为未来扩展，文档预留，需时再扩 `.stb` 格式
- 半数据化边界：**类型定义数据化**（配置），**运算/类型检查语义代码化**（如 AND 只吃 BOOL 是语言规则，在 compiler 代码；饱和算术在 vm/isa）
## .stb 加固（格式冻结更新）
见 [`指令与映像.md`](指令与映像.md)：头新增 **型号标识[32]**（定长 ASCII 字符串，含版本，不足补 `'\0'`）；文件尾新增 **SHA-256[32]**（对前面全部内容计算，compiler 写侧 / vm 读侧各自实现）。执行器读取时：
```text
LOAD_GLOBAL（无实例）：从槽读一个"值" → 地址是编译期槽号，纯搬运
CAL_TON（有实例） ：对实例块执行"算法" → 基槽号 + 完整定时器语义（读字段/推进/写字段）
型号标识与自身支持型号不匹配 → 直接报错
SHA-256 不匹配 → 报错（文件损坏/篡改）
```
format 不可省：同是"第二个操作数是数字"，`LOADK`/`LOAD_I`/`CALL` 渲染相同但语义不同（常量 id / 槽号 / fn_id，由参数名表达）；"数字 vs 寄存器 vs 偏移"的**渲染差异**只有 format 能表达（`r%d` / `%u` / `%+d`）。
## 强校验清单（加载/读取时，任一不符 → 报错退出）
## 配置文件格式（`isa/ops.txt`）
1. TOML 语法与字段完整性（全属性必填）
2. `type.base` 命中内建基元；`range` 合法（min ≤ max、类型相符）
3. `tag` 与 `.stb` 常量表契约一致（0/1/2）
4. `op.opcode` 唯一、0..255；`class` 合法；`format` 合法；**类别-格式互锁**（INSTANCE ↔ CAL）
5. `fb.opcode` 与 op 行的 CAL_* 一致；fb 字段类型命中配置类型表
6. 型号标识（.stb 侧）
**全属性必填，不可省略**；`#` 注释、空行忽略：
## 加东西的流程
```text
# op <name> <opcode> <class> <format> <参数名...> <enabled>
# class: PLAIN（无实例）/ INSTANCE（有实例）
op MOVE 0 PLAIN RR rd rs enabled
op LOADK 1 PLAIN IMM rd const_id enabled
op NOT 2 PLAIN RR rd rs enabled
op AND 3 PLAIN RRR rd ra rb enabled
op ADD 5 PLAIN RRR rd ra rb enabled
op CMP_EQ 9 PLAIN RRR rd ra rb enabled
op JMP 15 PLAIN JMP off enabled
op JT 16 PLAIN JC r off enabled
op LOAD_I 18 PLAIN SLOT rd slot enabled
op CAL_TON 24 INSTANCE CAL instance enabled
op CALL 32 PLAIN CALL fn_id enabled
op RET 33 PLAIN NONE enabled
加普通指令：machine.toml 加 [[op]] 一行 + vm 一个语义 case → 重建 vm
加内建 FB ：machine.toml 加 [[fb]] 一行 + vm 一个语义 case → 重建 vm（compiler 免重建）
加语言类型：machine.toml 加 [[type]] 一行（别名+tag）+ 类型检查/VM 语义代码 → 重建
改型号版本：machine.toml [meta] version +1 → 旧 .stb 被旧/新执行器按型号校验决定是否接受
```
- 参数个数由 format 决定，解析时校验字段数：
## 执行计划（分支 dev_ops_config）
| format | 参数 | 现有指令 |
|---|---|---|
| `RR` | 2（rd rs） | MOVE / NOT |
| `RRR` | 3（rd ra rb） | AND/OR/ADD/SUB/MUL/DIV/CMP_xx |
| `IMM` | 2（rd const_id） | LOADK |
| `SLOT` | 2（rd slot） | LOAD_I/STORE_Q/LOAD_M/STORE_M/LOAD_GLOBAL/STORE_GLOBAL |
| `JMP` | 1（off） | JMP |
| `JC` | 2（r off） | JT / JF |
| `CALL` | 1（fn_id） | CALL |
| `CAL` | 1（instance） | CAL_*（8 个） |
| `NONE` | 0 | RET |
- **类别与格式互锁**：`INSTANCE` 类的 format 必须是 `CAL`，反之亦然——配置错误启动期暴露
### 内建 FB 注册（定案：并入 ops.txt）
`CAL_*` 已是 op 行（与 ADD 同机制：编码/译码/disasm/屏蔽）；fb 行登记其**数据结构（布局）**——ST 语言层的登记处（Lexer/Parser/Linker/Codegen 查表）：
```text
# fb <name> <cal_opcode> <字段:类型 ...>
fb ton 24 in:BOOL pt:TIME q:BOOL et:TIME
fb tof 25 in:BOOL pt:TIME q:BOOL et:TIME
fb tp 26 in:BOOL pt:TIME q:BOOL et:TIME
fb ctu 27 cu:BOOL r:BOOL pv:INT q:BOOL cv:INT
fb ctd 28 cd:BOOL ld:BOOL pv:INT q:BOOL cv:INT
fb ctud 29 cu:BOOL cd:BOOL r:BOOL lu:BOOL pv:INT qu:BOOL qd:BOOL cv:INT
fb r_trig 30 clk:BOOL q:BOOL
fb f_trig 31 clk:BOOL q:BOOL
```
0. 文档定案（本文 + 指令与映像.md 格式冻结更新 + stb文件格式.md 修订注记） ← 当前
1. ✅ OpFormat/OpClass 显式化 + disasm 表驱动（已完成，35dabf4）
2. machine.toml 落地：meta + type 表 + op 34 条 + fb 8 条
3. compiler 配置驱动改造：toml++ 加载 + 强校验；编码 opcode / 类型元数据 /
FB 布局来自配置（compiler 不再依赖 isa）
4. .stb 写侧：compiler 实现 型号标识[32] + SHA-256 文件尾
5. .stb 读侧：vm 自实现读 + 型号匹配 + SHA-256 校验（isa 的 Image 拆出）
6. CLI：STCompiler --machine <path>（编译路径必填）
7. 测试：machine 解析/校验负例、型号不匹配报错、SHA-256 篡改检测、
冻结哈希更新、全量回归
8. 文档 + 提交
```
- fb 行的 `cal_opcode` 与 op 行的 CAL_* 操作码**强校验一致**（防两处漂移）
- 字段类型名小写（`bool/int/time`），与语言关键字对齐
- **加 FB = fb 行 + VM 一个语义 case，编译器免重建**（关键字/布局/操作码映射全部从表读）
## 实现前确认项（4 项，未定案）
## isa 层：`OpTable`
```cpp
class OpTable {
bool load(const char* path, std::string* err); // 解析 + 强校验
bool enabled(uint8_t op) const;
// name / format / 参数名查询（后续 FB 注册也走这里）
};
```
**强校验（load 时）**：
- 语法：字段数符合 format、enabled 必须出现
- 操作码唯一、0..255
- **与编译期枚举一致**：文件里每条指令的 name/opcode/format 必须与代码（`Op` 枚举 + 助记符 + `OpFormat`）逐条一致，任一不符 → 报错列出差异
- 任一失败 → `load` 返回 false，调用方报错退出
前置改造：**OpFormat 显式化**——现有隐式"形态"（disasm 的 case）变成枚举 `RR/RRR/IMM/SLOT/JMP/JC/CALL/CAL/NONE`；`disasm` 改表驱动（输出文本不变，现有断言兼容）。
## 各端接线
| 端 | 参数 | 行为 |
|---|---|---|
| STCompiler | `STCompiler <project.toml> [-o out.stb] --ops <ops.txt>` | **仅 `-o` 编译路径要求**；加载/校验失败 → 报错退出；codegen 生成被屏蔽指令 → 编译错误（屏蔽传导） |
| BytecodeExecutor | `--ops <ops.txt>`（**可选**） | 不传 = 全部启用（兼容现有用法）；传入 → 加载 + 校验，执行到 disabled 指令 → `Fault::Disabled`，周期中止退出码 1 |
| 语义实现 | — | 仍在 VM 代码里（每指令一个 case，不可省） |
## 加东西的流程（改造后）
```text
加普通指令：ops.txt 加一行 op（name opcode class format 参数 enabled）
+ Op.h 枚举加一项 + VM 一个语义 case → 重建 isa/VM
加内建 FB：ops.txt 加一行 fb（name cal_opcode 字段:类型）
+ VM 一个语义 case → 重建 VM（编译器免重建）
屏蔽指令：ops.txt 把 enabled 改 disabled
→ 编译器拒绝生成、执行器运行时报 Disabled 故障（零代码改动）
```
## 执行计划（单步确认）
1. **OpFormat / OpClass 显式化**：新增 `OpFormat`（RR/RRR/IMM/SLOT/JMP/JC/CALL/CAL/NONE）与 `OpClass`（PLAIN/INSTANCE）；`disasm` 改表驱动（输出不变，11 个 ctest 全绿）
2. **`ops.txt` 落地**：34 条 op 行 + 8 条 fb 行，全属性必填
3. **`OpTable`**：`isa/include/isa/OpTable.h` + `isa/src/OpTable.cpp`（解析 + 强校验：语法/重号/越界/类别-格式互锁/fb-opcode 一致/与编译期枚举一致）
4. **STCompiler `--ops`**：加载/校验/屏蔽传导（codegen 生成被屏蔽指令 → 编译错误）
5. **BytecodeExecutor `--ops`**：可选加载 / `Fault::Disabled`
6. **测试**：`ops_test`（正例 + 缺属性/字段数错/重号/互锁破坏/与枚举不一致负例）、屏蔽传导用例、11 个 ctest 回归
7. **文档 + 提交**
1. 配置文件名与位置：建议 `compiler/machine.toml`（只归编译器用）
2. 型号标识生成规则：建议 `[meta] name + version` 拼成 32 字节（如 `"STATOR" + "1"` → 补 `'\0'`）；vm 内建"支持型号列表"比对
3. compiler 内部 `TypeKind`（Bool/Int/Time）：保留为语言语义枚举（类型检查规则），元数据从配置 base 查
4. 依赖方向确认：`compiler` 不再依赖 `isa`（`compiler → toml++` 自有；`STCompiler → compiler`；`vm → isa`）