阶段5-2：文档收尾——vm 指令执行/扫描周期、compiler 寄存器码/符号表/STCompiler说明、executor 入口全部更新为 V2

2026-08-26 10:40:20 +08:00
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@@ -1,33 +1,33 @@
-# 寄存器码（12.8）
+# 寄存器码（V2）

-compiler 模块的代码生成。输入：`Project` + `Unit`（AST）+ `LinkResult`；输出：`.stb` 映像字节（`std::vector<uint8_t>`）。全工程定案见 [`初步计划.md`](../初步计划.md) 12.8，指令/映像布局见 [`指令与映像.md`](../isa/指令与映像.md)。
+compiler 模块的代码生成。输入：`Project` + `Unit`（AST）+ `LinkResult`；输出：`.stb` 映像字节（`std::vector<uint8_t>`）。全工程定案见 [`初步计划.md`](../初步计划.md) 12.8，指令/映像布局见 [`指令与映像.md`](../isa/指令与映像.md)，槽表/值段格式见 [`stb文件格式.md`](../isa/stb文件格式.md)。

 ## 做 / 不做

 **做**

 - 寄存器分配：局部/变量固定寄存器，表达式临时值往后编号，`nregs` 写进函数头
- 跳转先留洞、后回填；`AND` / `OR` **必须编成跳转**（短路），禁止两边都算
- 常量表（`LOADK`）、全局/实例槽（`LOAD_GLOBAL` / `STORE_GLOBAL` 等）
- `CALL fn_id` 有界帧；用户 FB 调用**内联展开**；内建 `CAL_TON` / `CAL_TOF` / `CAL_CTU`
- 拼装映像：函数表 / 常量表 / 数据段 / 头（`cycle_limit`、`dt_ms`、工程哈希、入口）
+- 跳转先留洞、后回填（字节单位，相对下一条）；`AND` / `OR` **必须编成跳转**（短路），禁止两边都算
+- 常量表（`LOADK`，8B 原始值无 tag，按 func 解释）、全局/实例槽（`LOAD` / `STORE` / `LOAD_OFF` / `STORE_OFF`）
+- `CALL fn_id` 有界帧；用户 FB 调用**内联展开**；内建 `CAL fb_id, 实例槽`
+- 拼装映像：V2 头 128B / 函数表 / 常量表 / 字节码 / 槽表 / 值段 + SHA-256 尾部
+- `max_stack`：MAIN + FUNCTION 调用图 DAG 最坏路径 Σ(12 + nregs×8)；递归 = 编译期报错

 **不做（第一版）**

 - 图染色、SSA、生命周期分析、优化、异常表、闭包
- 函数指针、间接跳转、`REAL`
+- 函数指针、间接跳转、动态实例

-## 存储布局（v1 定案）
+## 存储布局（V2 定案）

 | 数据 | 放哪 | 说明 |
 |---|---|---|
 | PROGRAM / FUNCTION 标量变量与临时 | **寄存器**（函数帧） | 每周期帧保留由 VM 负责（12.9） |
-| FB 实例（任意 POU 内声明） | **数据区实例块**（绝对地址） | 状态跨周期持久 |
-| 全局（含 I/Q/M） | 数据区（声明序） | 12.6 已定槽号 |
+| 全局（含 I/Q/M）与 FB 实例 | **值区**（紧凑变宽，1/2/4/8 对齐） | 槽表条目（8B：addr:u32 + 预留）指到值区偏移；状态跨周期持久 |

- **数据区** = 全局块（声明序，**每槽 8 字节定宽**，见 [`指令与映像.md`](../isa/指令与映像.md)）→ FB 实例块（按实例声明序，每字段一槽）
- **指令 slot = 槽号**（u16，0..65535）；数据偏移 = 槽号 × 8；符号表 `address` 即指令 slot，无映射
- 字段访问 `fb.Q`：`LOAD_GLOBAL rd, <实例基槽+字段序号>`（编译期算死）；I/Q/M 用 `LOAD_I` / `STORE_Q` / `LOAD_M` / `STORE_M` 同槽号
+- **槽表两级**：指令操作数 = **槽号**（u32）→ 槽表条目 → 值区字节偏移；`slot_addr(slot)` 由 VM/Image 提供
+- 全局按 GVL 声明序编槽；**FB 实例 = 1 个槽表条目**，字段在实例基址上按偏移访问（字段偏移编译期按 1/2/4/8 对齐计算，字段类型 = machine.toml `[[fb]]` 表）
+- 字段访问 `fb.Q`：`LOAD_OFF rd, <实例槽>, <偏移>` / `STORE_OFF <实例槽>, <偏移>, rs`（16B SLOT+off 指令）；I/Q/M 同普通槽（`LOAD` / `STORE`）
 - 函数帧寄存器：`FUNCTION` 结果固定 **r0**，`VAR_INPUT` 从 r1 起按声明序，`VAR` 续后；PROGRAM / FB 变量从 r0 起按声明序

 ### 调用约定（v1 冻结，VM 12.9 按此实现）
@@ -37,7 +37,7 @@ compiler 模块的代码生成。输入：`Project` + `Unit`（AST）+ `LinkResu
 | 结果寄存器 | **r0**（FUNCTION 结果写入处） |
 | 参数寄存器 | **r1..r7**（最多 7 个输入，按声明序） |
 | 变量 / 临时 | **全部从 r8 起**（调用约定区不受覆盖） |
-| `CALL` | VM 复制当前帧 **r0..r7 → 新帧 r0..r7** |
+| `CALL` | VM 复制当前帧 **r0..r7 → 新帧 r0..r7**（全宽） |
 | `RET` | VM 复制当前帧 **r0..r7 → 调用方帧 r0..r7**（r0=结果，r1..r7 原样返回） |
 | 函数输入 | 函数体内**只读**（写输入 → codegen error） |

@@ -53,9 +53,9 @@ compiler 模块的代码生成。输入：`Project` + `Unit`（AST）+ `LinkResu
 ## 表达式与语句的指令模式

 ```text
-字面量     LOADK rd, const_id
-变量读     LOAD_GLOBAL/LOAD_I/LOAD_M rd, slot        （或帧内 MOVE）
-字段读     LOAD_GLOBAL rd, <基址+偏移>
+字面量     LOADK rd, const_id                 （func = 语言类型；REAL/LREAL 位模式按目标类型装载）
+变量读     LOAD rd, slot                      （帧内直接 MOVE）
+字段读     LOAD_OFF rd, <实例槽>, <偏移>
 函数调用   <实参求值 → 参数寄存器>  CALL fn_id  MOVE rd, r0

 NOT       <operand → t>  NOT rd, t
@@ -65,7 +65,7 @@ AND/OR    短路（必须跳转）：
          L_end:
 比较      <l→t1> <r→t2>  CMP_xx rd, t1, t2
 算术      <l→t1> <r→t2>  ADD/SUB/MUL/DIV rd, t1, t2
-负号      <operand → t>  SUB rd, r0, t               （0 - t，r0 恒 0）
+负号      <operand → t>  NEG rd, t

 IF        <cond → t>  JF t, L_else
          <then body>  JMP L_end
@@ -74,13 +74,13 @@ IF        <cond → t>  JF t, L_else
 WHILE     L_loop: <cond → t>  JF t, L_end  <body>  JMP L_loop  L_end:

 FB 调用（用户，内联展开）：
-          <每个实参求值 → 临时>  STORE_GLOBAL <实例基址+字段偏移>, 临时
-          <内联体：读输入字段、算输出、写输出字段>
-内建      实参同左 → CAL_TON/CAL_TOF/CAL_CTU <实例偏移>
+          <每个实参求值 → 临时>  STORE_OFF <实例槽>, <字段偏移>, 临时
+          <内联体：LOAD_OFF 读输入字段、算输出、STORE_OFF 写输出字段>
+内建      实参同左 → CAL <fb_id>, <实例槽>
 ```

- 常量统一进常量表（BOOL / INT / TIME），`const_id` = 首次出现序
- 空条件寄存器约定：`r0` 恒 0（`enc_jmp` 用），`SUB rd, r0, t` 实现取负
+- 常量统一进常量表（8B 原始值，位模式去重；BOOL / 整数 / 时间 / 浮点 / 日期），`const_id` = 首次出现序；`LOADK` 按 func 解释位模式
+- 指令 func 位段 = 语言类型对应（`func_of_name`：宽度 × 符号 + F32/F64）

 ## 用户 FB 调用内联（v1 定案）

@@ -90,17 +90,23 @@ FB 体共享会与「绝对字段地址」冲突（不同实例基址不同）
 - 代价：字节码随调用点数膨胀；v1 规模可接受；以后可升级为「基址寄存器寻址」指令
 - FB 无递归、无动态实例，内联安全

-## 映像拼装
+## 映像拼装（V2）

 ```text
+头 128B：magic / version=2 / model=STATOR2 / cycle_limit / dt_ms / 工程哈希 /
+        entry_fn_id / n_globals / n_consts / n_funcs / 各段偏移 /
+        n_slots / values_size / meta / max_stack
 函数表：收集序 fn_id → { nregs, code_offset(相对字节码段), code_len }
-常量表：const_id → { tag, value }
-数据段：全局 + 实例块（见上）
-头：cycle_limit / dt_ms / 工程哈希（12.3）/ entry=MAIN fn_id / n_globals / n_i=n_q=n_m=0
+常量表：const_id → { value:u64 }（无 tag）
+字节码：各函数指令连续
+槽表：每条目 8B（addr:u32 + 预留:u32）
+值段：全局 + FB 实例紧凑变宽
+尾部：SHA-256（覆盖头部到值段末尾）
 ```

- 用 `isa` 的 `enc_*` 编码指令、`ImageView` 校验回读
- 工程哈希用 12.3 的 `compute_project_hash`
+- 用 `isa` 的 `enc_*` 编码指令（变长 4/8/16/32B，前缀分区）
+- 工程哈希用 12.3 的 `compute_project_hash`（FNV-1a 64）
+- `--dump-map` 可打印变量/槽映射（对照源码 ↔ 反汇编）

 ## 错误

@@ -109,27 +115,14 @@ FB 体共享会与「绝对字段地址」冲突（不同实例基址不同）
 ```text
 codegen error: register overflow (>256) in function 'f'
 codegen error: constant table overflow
-codegen error: slot out of range
+codegen error: no storage for 'x'
+codegen error: no instance 't' in 'MAIN'
+codegen error: recursive CALL/FB nesting too deep
 ```

 ## 完成标准

-1. `line1` 能写出映像（函数字节码 + 全局/FB 槽 + 工程哈希），`ImageView` 校验通过
-2. 跳转回填无悬空（disasm 抽查）
+1. `line1` 能写出映像（函数字节码 + 槽表/值段 + 工程哈希 + SHA-256），`StbView` 校验通过
+2. 跳转回填无悬空（`--disasm` 抽查）
 3. 用例 1～9、13、15、17、18、20 编译出映像；负例（10/11/12/14/16/19）仍在前层被拒
-4. 全部构建 + `ctest` 无回归
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-## 执行计划（8 片，每片验证编译产物）
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-1. **`Codegen.h`（新建）+ `Codegen.cpp` 骨架**：帧/槽/常量表/指令缓冲/回填基础设施；`MOVE` `LOADK` `RET` → 用例 1、2 出映像
-2. **全局与 I/Q/M**：`LOAD_I` / `STORE_Q` / `LOAD_M` / `STORE_M` / `LOAD_GLOBAL` / `STORE_GLOBAL`（用例 9）
-3. **`NOT` + 短路 `AND` / `OR`**（用例 3，断言产物含跳转）
-4. **`CMP_*` + `JMP` / `JT` / `JF` → `IF`**（用例 4）
-5. **`WHILE`**（用例 5；`cycle_limit` 进映像头）
-6. **`ADD/SUB/MUL/DIV` + TIME 常量**（用例 7、8）
-7. **`CALL fn_id` + 有界帧**（用例 13）
-8. **FB 实例块 + 字段偏移；内联用户 FB；`CAL_TON` / `CAL_TOF` / `CAL_CTU`**（用例 15、17、18、20 line1 全链路）
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-每片配 `codegen_test` 断言（nregs / 指令序列 disasm / 回填 / 常量表 / 数据区）；最终 `ctest` 9/9。
+4. 全部构建 + `ctest` 无回归（14/14）