diff --git a/Doc/vm/扫描周期.md b/Doc/vm/扫描周期.md index f0d93d3..0af8f6b 100644 --- a/Doc/vm/扫描周期.md +++ b/Doc/vm/扫描周期.md @@ -48,3 +48,74 @@ const Snapshot& snapshot() const; - 寄存器 ≤256、映像很小,快照拷贝成本可忽略。 - 单步、回放、dump 都建立在同一套观察 API 上。 + +--- + +## 12.9 执行计划 + +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)。 + +### 步骤 0:数据段改 8 字节定宽槽(方案 a,前置) + +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)。 + +- 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) +- `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 +- `codegen_test` 断言更新(slot 从字节偏移变槽号、数据区字节数变化) + +### 步骤 1:`Machine.h`(新建 `vm/include/vm/Machine.h`) + +```cpp +namespace vm { + enum class Fault { None, CycleLimit, StackOverflow, BadOp, BadSlot, BadConst }; + + class Machine { + public: + static bool create(const std::vector& image, Machine* out, std::string* err); + Fault run_cycle(); // MAIN pc=0 → RET(MAIN 帧跨周期保留) + // 可观察性(v1 预留,见上节): + bool step(); // 执行一条指令,停在指令边界 + uint32_t pc() / fn_id() / cycle_count() / call_depth(); + uint8_t* data(); // 数据区(I 采样 / Q 读回由外部做) + int64_t reg(uint8_t i); // 当前帧寄存器 + }; +} +``` + +- `Fault` 枚举 + 帧结构 `{ fn_id, regs[nregs], ret_pc, ret_fn_id }`;调用栈深度上限 64 +- 只依赖 `isa`(`ImageView` + 类型/饱和函数) + +### 步骤 2:`Machine.cpp` 译码 switch + +- 取指:函数表 → `code_offset`(字节)→ 读 u32 → 拆 `op/rd/a/b` +- 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) +- 跳转:`JMP` / `JT` / `JF`(`pc += off`,相对下一条语义) +- 数据区:`LOAD_I/LOAD_M/LOAD_GLOBAL`、`STORE_Q/STORE_M/STORE_GLOBAL`(同一实现,slot × 8) + +### 步骤 3:CALL / RET 帧栈 + 故障 + +- `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) +- `cycle_limit` 超限(用例 6)、栈深 > 64、`BadOp` / `BadSlot` / `BadConst` → 周期中止返回故障 + +### 步骤 4:定时器(CAL_TON / CAL_TOF / CAL_CTU) + +- 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 +- TON:in 真 → et += dt(到 pt 停)、q = et ≥ pt;in 假 → et = 0 +- TOF:in 真 → q=1、et=0;掉电 → et += dt、et ≥ pt → q=0 +- 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 + +### 步骤 5:可观察性基础 + +- `step()` / `pc` / `fn_id` / `cycle_count` / `call_depth` / `reg` 落基础实现;`snapshot()` 留 12.11 补全 + +### 步骤 6:`vm_test`(`tests/src/vm_test.cpp` + CMake,链 `vm` 库) + +- 手工拼小映像(`isa` 编码函数):赋值、跳转、CALL/RET 帧复制、cycle_limit +- 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 +- 用例 06:`cycle_limit` 打满 → `CycleLimit` 故障 +- TON:dt=10、pt=30 → 第 3 周期 q=1;CTU:上升沿计数 +- **确定性**:同一 I 序列跑两遍,数据区完全一致 + +### 步骤 7:验证 + 提交 + +- `cmake --build` + `ctest`(新增 `vm_cycles` 后 10/10 全绿);20 用例扫描:14 正例执行通过