新增 STCompiler 使用说明文档。
- 构建 / 用法(-o 产出 .stb)/ 退出码 / line1 示例 - project.toml 字段表、ST 子集支持范围与 v1 限制清单 - 编译管线五类错误前缀与示例;样例与测试索引;当前状态 - compiler/README 与 Doc/索引 登记
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@@ -0,0 +1,123 @@
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# STCompiler 使用说明
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把 ST 工程(`project.toml` + 若干 `.st`)编译成单一映像 `.stb`。执行由 `BytecodeExecutor`(12.9/12.10 实现)负责。
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## 构建
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```bash
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cmake --preset gcc-debug # 配置
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cmake --build --preset gcc-debug # 编译
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ctest --test-dir build/gcc-debug # 测试(当前 9 个用例)
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```
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可执行文件:`build/gcc-debug/compiler/STCompiler`
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## 用法
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```text
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STCompiler <project.toml> [-o <name>.stb]
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```
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| 参数 | 作用 |
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|---|---|
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| `<project.toml>` | 工程文件(必填) |
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| `-o <name>.stb` | 编译并写出映像文件;**缺省时只打印文件集合与工程哈希**(12.3 阶段行为) |
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| `--help` | 打印帮助 |
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退出码:`0` 成功;`1` 编译失败(错误信息打到 stderr)。
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## 示例(line1)
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```bash
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$ STCompiler examples/line1/project.toml
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project: line1
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files:
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globals.st
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motor.st
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main.st
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hash: 0xc3fe4ae74ad45900
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$ STCompiler examples/line1/project.toml -o line1.stb
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compiled: line1.stb (184 bytes, 2 functions, 4 globals)
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```
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产物 `line1.stb`:魔数 `STSC` + 版本 1 的单一映像(指令见 `Doc/isa/指令与映像.md`)。
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## 工程文件(project.toml)
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只做三件事:**列出源文件、指定唯一 GVL、可选地把已声明全局接到硬件**。不声明变量。
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| 字段 | 必填 | 说明 |
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|---|---|---|
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| `project.name` | 是 | 工程名 |
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| `project.entry` | 是 | 第一版必须 `"program MAIN"` |
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| `project.cycle_limit` | 是 | 每周期指令上限(>0) |
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| `project.dt_ms` | 是 | 本周期 Δt 毫秒(>0),给 TON/TOF/CTU |
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| `files.st` | 是 | 源文件列表(非空数组) |
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| `gvl.file` | 否 | 唯一允许 `VAR_GLOBAL` 的文件;已在 `files.st` 则不重复收录 |
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| `[[io.input]]` / `[[io.output]]` | 否 | `var` + `channel` + `bit`;`var` 必须已在 GVL 声明 |
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```toml
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[project]
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name = "line1"
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entry = "program MAIN"
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cycle_limit = 100000
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dt_ms = 10
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[files]
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st = ["globals.st", "motor.st", "main.st"]
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[gvl]
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file = "globals.st"
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[[io.input]]
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var = "EmergencyStop"
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channel = 0
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bit = 2
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```
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## ST 子集(第一版)
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**POU**:`PROGRAM` / `FUNCTION` / `FUNCTION_BLOCK`(含对应 `END_*`)。
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**变量段**:`VAR` / `VAR_INPUT` / `VAR_OUTPUT` / `VAR_GLOBAL`(仅 `gvl.file` 顶层)/ `VAR_EXTERNAL`。
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**类型**:`BOOL` / `INT` / `TIME`;内建 FB 类型 `TON` / `TOF` / `CTU`(关键字,不可作变量名)。
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**语句**:赋值 `:=`、`IF / ELSIF / ELSE / END_IF`、`WHILE / END_WHILE`、FB 调用 `fb(in := ..., ...);`、字段读 `fb.Q`。
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**表达式**:字面量(`TRUE`/`FALSE`、整数、`T#10ms` 式 TIME)、`NOT`、`AND`/`OR`(**短路**)、比较 `= <> < <= > >=`(不连锁)、算术 `+ - * /`、一元负号、函数调用 `Add(3, 4)`。
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**函数**:结果 = 函数名赋值(`Add := a + b;`);返回类型 `FUNCTION Add : INT`;调用约定:结果 r0、参数 r1..r7(最多 7 个输入,函数内只读)、变量与临时从 r8 起(见 `Doc/compiler/寄存器码.md`)。
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**限制(v1 明确不做)**:指针 / `REF` / `CLASS` / `ANY` / `VAR_IN_OUT`(语法层直接拒绝)、链式比较、FB 字段赋值、`REAL`、字符串、用户类型套娃、隐式类型转换、函数循环调用(链接层拒绝)、`FUNCTION` 写全局(类型检查层拒绝,含经 `VAR_EXTERNAL`)。
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## 编译管线与错误类别
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```
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project.toml + .st
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→ 词法(lex error)→ 语法(syntax error)→ 链接(link error)
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→ 类型检查(type error)→ 寄存器码(codegen error)→ .stb
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```
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错误消息前缀即阶段:`lex error` / `syntax error` / `link error` / `type error` / `codegen error`,均带文件与行列(`type error` 仅带文件)。
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| 类别 | 示例 |
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|---|---|
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| `lex error` | 非法字符、未闭合注释、坏 `T#` 字面量 |
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| `syntax error` | 缺 `END_*`、`VAR_IN_OUT` 等保留名、链式比较 |
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| `link error` | 非 GVL 文件写 `VAR_GLOBAL`、同名全局、io.var 未在 GVL、未声明实例、循环调用 |
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| `type error` | `FUNCTION` 写全局、AND 吃 INT、赋值类型不匹配、FB 输入类型不匹配 |
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| `codegen error` | 寄存器溢出、写 io.input、写函数输入 |
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## 样例与测试
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- `examples/line1/`:最小闭环(MAIN + MotorStarter FB + I/O + 全局),给人看
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- `tests/cases/01~20/`:20 个用例(每份 `project.toml` + `.st` + `EXPECTED.md`),编译结果按表
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- `tests/`:CTest(`isa_roundtrip` / `compiler_toml` / `lexer_tokens` / `parser_syntax` / `linker_links` / `typecheck_types` / `codegen_slice1`)
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## 当前状态
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- ✅ 可编译:14 个正例用例全部产出 `.stb`;6 个负例按期望拒绝
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- ⏳ 执行:`BytecodeExecutor`(加载 `.stb` 跑扫描周期)在 12.9/12.10
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- ⏳ sidecar(`<name>.runtime.toml`,I/O 绑定)在 12.10 随执行器一起接线
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