12.9 执行计划写进扫描周期.md。
- 步骤 0:数据段 8 字节定宽槽(方案 a)——文档/codegen/测试三处落地 - 步骤 1~7:Machine.h API、译码 switch、CALL/RET 帧栈与故障、 定时器 Δt 推进、可观察性基础、vm_test(用例 06/17/18/20 + 确定性)、验证提交 - 指令执行语义指向指令执行.md
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@@ -48,3 +48,74 @@ const Snapshot& snapshot() const;
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- 寄存器 ≤256、映像很小,快照拷贝成本可忽略。
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- 单步、回放、dump 都建立在同一套观察 API 上。
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## 12.9 执行计划
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指令执行语义(帧/调用栈、指令表、定时器、故障、line1 推演)见 [`指令执行.md`](指令执行.md)。
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### 步骤 0:数据段改 8 字节定宽槽(方案 a,前置)
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VM 需要无歧义地访问数据区,当前变宽布局(BOOL 1B / INT 2B / TIME 8B 对齐)无法从槽号推断宽度。定案:**每槽 8 字节定宽**,指令 slot 语义 = **槽号**(数据偏移 = slot × 8)。
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- 文档修订:`Doc/isa/指令与映像.md`(数据段规则 + slot 语义)、`Doc/compiler/寄存器码.md`(存储布局,`global_offset` 映射取消)、`Doc/isa/stb文件格式.md`(line1 数据段 16B → 56B)
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- `Codegen.cpp` 简化:`width_of`/`align_up` 删除、`layout_data`/`layout_fb_instances` 按槽号布局、指令 slot = 符号表槽号
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- `codegen_test` 断言更新(slot 从字节偏移变槽号、数据区字节数变化)
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### 步骤 1:`Machine.h`(新建 `vm/include/vm/Machine.h`)
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```cpp
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namespace vm {
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enum class Fault { None, CycleLimit, StackOverflow, BadOp, BadSlot, BadConst };
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class Machine {
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public:
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static bool create(const std::vector<uint8_t>& image, Machine* out, std::string* err);
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Fault run_cycle(); // MAIN pc=0 → RET(MAIN 帧跨周期保留)
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// 可观察性(v1 预留,见上节):
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bool step(); // 执行一条指令,停在指令边界
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uint32_t pc() / fn_id() / cycle_count() / call_depth();
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uint8_t* data(); // 数据区(I 采样 / Q 读回由外部做)
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int64_t reg(uint8_t i); // 当前帧寄存器
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};
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}
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```
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- `Fault` 枚举 + 帧结构 `{ fn_id, regs[nregs], ret_pc, ret_fn_id }`;调用栈深度上限 64
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- 只依赖 `isa`(`ImageView` + 类型/饱和函数)
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### 步骤 2:`Machine.cpp` 译码 switch
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- 取指:函数表 → `code_offset`(字节)→ 读 u32 → 拆 `op/rd/a/b`
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- 标量:`MOVE` / `LOADK`(常量表 tag 定值表示)/ `NOT` / `AND` / `OR`(布尔)/ `ADD/SUB/MUL/DIV`(`sat_*`)/ `CMP_xx`(全宽比较)
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- 跳转:`JMP` / `JT` / `JF`(`pc += off`,相对下一条语义)
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- 数据区:`LOAD_I/LOAD_M/LOAD_GLOBAL`、`STORE_Q/STORE_M/STORE_GLOBAL`(同一实现,slot × 8)
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### 步骤 3:CALL / RET 帧栈 + 故障
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- `CALL fn_id`:压新帧(复制 r0..r7)→ pc=0;`RET`:复制 r0..r7 回调用方 → 弹栈(MAIN 的 RET = 周期结束)
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- `cycle_limit` 超限(用例 6)、栈深 > 64、`BadOp` / `BadSlot` / `BadConst` → 周期中止返回故障
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### 步骤 4:定时器(CAL_TON / CAL_TOF / CAL_CTU)
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- 执行时用映像 `dt_ms` 推进(每周期一次调用 = 推进一次),不读系统时钟
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- TON:in 真 → et += dt(到 pt 停)、q = et ≥ pt;in 假 → et = 0
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- TOF:in 真 → q=1、et=0;掉电 → et += dt、et ≥ pt → q=0
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- CTU:cu 上升沿(**上次 cu 存 VM 侧 vector**,按实例基槽索引)→ cv+1;r → 复位;q = cv ≥ pv
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### 步骤 5:可观察性基础
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- `step()` / `pc` / `fn_id` / `cycle_count` / `call_depth` / `reg` 落基础实现;`snapshot()` 留 12.11 补全
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### 步骤 6:`vm_test`(`tests/src/vm_test.cpp` + CMake,链 `vm` 库)
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- 手工拼小映像(`isa` 编码函数):赋值、跳转、CALL/RET 帧复制、cycle_limit
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- 编译器产物全链路:用例 01/02/04/05/07/09/13/15/17/18/20 跑周期断言寄存器与数据区
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- 用例 06:`cycle_limit` 打满 → `CycleLimit` 故障
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- TON:dt=10、pt=30 → 第 3 周期 q=1;CTU:上升沿计数
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- **确定性**:同一 I 序列跑两遍,数据区完全一致
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### 步骤 7:验证 + 提交
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- `cmake --build` + `ctest`(新增 `vm_cycles` 后 10/10 全绿);20 用例扫描:14 正例执行通过
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