Merge branch 'dev' into main

- Image.h/.cpp：头 104 布局逐字段、SHA-256 增量状态机（update/process/final）、
  校验项清单（from）、型号标识契约、func_row/const_entry/data_len 等访问器语义
- Machine.h/.cpp：Fault 枚举逐项、create 校验顺序（解析→SHA→型号）、
  调用约定（r0 结果/r1..r7 实参）、exec_one 取指/计数/分发流程、
  do_call/do_ret 帧语义、do_cal 八 FB 字段布局、slot_get/set 边界契约

.clangd

@@ -0,0 +1,2 @@
+CompileFlags:
+  CompilationDatabase: build/gcc-debug

.gitignore

@@ -1,2 +1,3 @@
 build/**
-.vscode/**
+.vscode/**
+Doc/会话记录.md

.gitmodules

@@ -0,0 +1,6 @@
+[submodule "third_party/tomlplusplus"]
+	path = third_party/tomlplusplus
+	url = https://github.com/marzer/tomlplusplus.git
+[submodule "third_party/FTXUI"]
+	path = third_party/FTXUI
+	url = https://github.com/ArthurSonzogni/FTXUI.git

CMakeLists.txt

@@ -10,6 +10,10 @@ project(Stator
 include("${CMAKE_SOURCE_DIR}/cmake/Standards.cmake")
 
 add_subdirectory(isa)
-# add_subdirectory(compiler)
-# add_subdirectory(vm)
-# add_subdirectory(host)
+add_subdirectory(compiler)
+add_subdirectory(vm)
+add_subdirectory(executor)
+
+# 自动化用例
+enable_testing()
+add_subdirectory(tests)

CMakePresets.json

@@ -13,7 +13,8 @@
       "binaryDir": "${sourceDir}/build/${presetName}",
       "cacheVariables": {
         "CMAKE_C_COMPILER": "gcc",
-        "CMAKE_CXX_COMPILER": "g++"
+        "CMAKE_CXX_COMPILER": "g++",
+        "CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS": "ON"
       }
     },
     {

Doc/compiler/STCompiler使用说明.md

@@ -0,0 +1,158 @@
+# STCompiler 使用说明
+
+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。
+
+## 构建
+
+```bash
+cmake --preset gcc-debug          # 配置
+cmake --build --preset gcc-debug  # 编译
+ctest --test-dir build/gcc-debug  # 测试（当前 9 个用例）
+```
+
+可执行文件：`build/gcc-debug/compiler/STCompiler`
+
+## 用法
+
+```text
+STCompiler <project.toml> [-o <name>.stb] --machine <machine.toml>
+STCompiler <name>.stb --disasm --machine <machine.toml>
+```
+
+| 参数 | 作用 |
+|---|---|
+| `<project.toml>` | 工程文件（必填） |
+| `-o <name>.stb` | 编译并写出映像文件（+ sidecar）；**缺省时只打印文件集合与工程哈希**（不需 `--machine`） |
+| `--machine <machine.toml>` | 机器定义（指令 opcode / 类型 / FB 布局，见 `Doc/isa/指令配置.md`）；**编译与 `--disasm` 必填**，加载/校验失败报错退出 |
+| `<name>.stb --disasm` | **反汇编一个已编译的映像**（不重新编译，见下） |
+| `--help` | 打印帮助 |
+
+退出码：`0` 成功；`1` 失败（错误信息打到 stderr）。
+
+## 反汇编（--disasm）
+
+对已编译的 `.stb` 逐段查看：段摘要（含型号与 SHA 校验）、函数表逐条指令（文件绝对偏移）、常量表、数据段 hex。
+
+```bash
+$ STCompiler line1.stb --disasm --machine machine.toml
+image: line1.stb (288 bytes, 2 functions, 4 globals, entry fn 1)
+  dt_ms=10  cycle_limit=100000  hash=0xc3fe4ae74ad45900  model=STATOR1  sha=ok
+functions:
+  fn 0: nregs=8, offset=0, len=1
+    0x0080  RET
+  fn 1: nregs=13, offset=4, len=17
+    0x0084  LOAD_I r8, 1
+    0x0088  STORE_GLOBAL r8, 4
+    ...
+data (56 bytes):
+  0x0000: ...
+```
+
+说明：
+
+- 指令偏移是**文件绝对字节偏移**，可直接对照 `xxd line1.stb`
+- 映像里**没有符号名**（函数表只有 fn_id，数据段无名字映射），因此按 `fn 0` / `fn 1`、槽号显示
+- `model=` 显示型号标识（`machine.toml [meta]` 生成）；`sha=ok|BAD` 显示文件尾 SHA-256 校验结果
+- 文件损坏或打不开 → `error: ...` 退出码 1
+
+## 编译产物（.stb 加固）
+
+- **型号标识[32]**：`[meta] name + version` 拼成（如 `"STATOR1"`），写进头偏移 72
+- **SHA-256 文件尾[32]**：对文件尾之前全部内容计算；compiler 写侧与 vm 读侧各实现一份
+- 执行器读取时型号不匹配 / SHA 不符 → 直接拒绝（详见 `Doc/isa/指令与映像.md` 12.13 修订）
+
+## 示例（line1）
+
+```bash
+$ STCompiler examples/line1/project.toml
+project: line1
+files:
+  globals.st
+  motor.st
+  main.st
+hash: 0xc3fe4ae74ad45900
+
+$ STCompiler examples/line1/project.toml -o line1.stb --machine compiler/machine.toml
+compiled: line1.stb (288 bytes, 2 functions, 4 globals)
+```
+
+产物：`line1.stb`（288 字节：头 104 含型号标识 + 各段 + SHA-256 文件尾）+ `line1.runtime.toml`（sidecar）。指令见 `Doc/isa/指令与映像.md`，结构拆解见 `Doc/isa/stb文件格式.md`。
+
+## 工程文件（project.toml）
+
+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。
+
+| 字段 | 必填 | 说明 |
+|---|---|---|
+| `project.name` | 是 | 工程名 |
+| `project.entry` | 是 | 第一版必须 `"program MAIN"` |
+| `project.cycle_limit` | 是 | 每周期指令上限（>0） |
+| `project.dt_ms` | 是 | 本周期 Δt 毫秒（>0），给内置 FB 定时器 |
+| `files.st` | 是 | 源文件列表（非空数组） |
+| `gvl.file` | 否 | 唯一允许 `VAR_GLOBAL` 的文件；已在 `files.st` 则不重复收录 |
+| `[[io.input]]` / `[[io.output]]` | 否 | `var` + `channel` + `bit`；`var` 必须已在 GVL 声明 |
+
+```toml
+[project]
+name = "line1"
+entry = "program MAIN"
+cycle_limit = 100000
+dt_ms = 10
+
+[files]
+st = ["globals.st", "motor.st", "main.st"]
+
+[gvl]
+file = "globals.st"
+
+[[io.input]]
+var = "EmergencyStop"
+channel = 0
+bit = 2
+```
+
+## ST 子集（第一版）
+
+**POU**：`PROGRAM` / `FUNCTION` / `FUNCTION_BLOCK`（含对应 `END_*`）。
+
+**变量段**：`VAR` / `VAR_INPUT` / `VAR_OUTPUT` / `VAR_GLOBAL`（仅 `gvl.file` 顶层）/ `VAR_EXTERNAL`。
+
+**类型**：`BOOL` / `INT` / `TIME`；内建 FB 类型 `TON` / `TOF` / `TP` / `CTU` / `CTD` / `CTUD` / `R_TRIG` / `F_TRIG`（关键字，不可作变量名）。
+
+**语句**：赋值 `:=`、`IF / ELSIF / ELSE / END_IF`、`WHILE / END_WHILE`、FB 调用 `fb(in := ..., ...);`、字段读 `fb.Q`。
+
+**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)`。
+
+**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`）。
+
+**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`）。
+
+## 编译管线与错误类别
+
+```
+project.toml + .st
+  → 词法（lex error）→ 语法（syntax error）→ 链接（link error）
+  → 类型检查（type error）→ 寄存器码（codegen error）→ .stb
+```
+
+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）。
+
+| 类别 | 示例 |
+|---|---|
+| `lex error` | 非法字符、未闭合注释、坏 `T#` 字面量 |
+| `syntax error` | 缺 `END_*`、`VAR_IN_OUT` 等保留名、链式比较 |
+| `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 |
+| `type error` | `FUNCTION` 写全局、AND 吃 INT、赋值类型不匹配、FB 输入类型不匹配 |
+| `codegen error` | 寄存器溢出、写 io.input、写函数输入 |
+
+## 样例与测试
+
+- `examples/line1/`：最小闭环（MAIN + MotorStarter FB + I/O + 全局），给人看
+- `tests/cases/01~20/`：20 个用例（每份 `project.toml` + `.st` + `EXPECTED.md`），编译结果按表
+- `tests/`：CTest（`compiler_toml` / `lexer_tokens` / `parser_syntax` / `linker_links` / `typecheck_types` / `codegen_slice1` / `machine_config` / `vm_cycles` / `cases_all` / `cli_*`）
+
+## 当前状态
+
+- ✅ 可编译：14 个正例用例全部产出 `.stb`（含型号标识 + SHA-256）；6 个负例按期望拒绝
+- ✅ 执行：`BytecodeExecutor` 加载 `.stb` 跑扫描周期（型号/SHA 校验、回放、单步）
+- ✅ 配置驱动：指令 opcode / 类型元数据 / FB 布局来自 `compiler/machine.toml`（`--machine`）

Doc/compiler/寄存器码.md

@@ -0,0 +1,135 @@
+# 寄存器码（12.8）
+
+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)。
+
+## 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）
+
+**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`
+
+## 存储布局（v1 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 |
+
+- **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
+- 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）
+
+| 项 | 约定 |
+|---|---|
+| 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** |
+| `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） |
+
+- 调用点：实参求值到 r8+ 临时 → `MOVE r(1+i), t` → `CALL fn_id` → `MOVE rd, r0`
+- 所有 POU 的变量/临时统一 r8 起，故 r1..r7 在调用点可安全覆盖
+
+## 寄存器分配
+
+- 局部变量固定占用前段（0..k-1）
+- 表达式临时从 k 起，**语句内递增、语句结束复用基址**（不分析生命周期）
+- `nregs` = 全函数临时峰值 + 1
+
+## 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>
+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
+AND/OR    短路（必须跳转）：
+          <lhs → rd>  JF(AND)/JT(OR) rd, L_end
+          <rhs → t>   MOVE rd, t
+          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）
+
+IF        <cond → t>  JF t, L_else
+          <then body>  JMP L_end
+          L_else: (ELSIF 逐级) <elsif cond → t> JF t, L_next ...
+          L_end:
+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>
+```
+
+- 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
+
+## 用户 FB 调用内联（v1 定案）
+
+FB 体共享会与「绝对字段地址」冲突（不同实例基址不同），v1 选择**调用点内联展开**：
+
+- 调用点：实参写入该实例字段 → 内联该 FB 的函数体（字段地址按本实例基址算死）→ 字段读取自然可用
+- 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
+
+```text
+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
+```
+
+- 用 `isa` 的 `enc_*` 编码指令、`ImageView` 校验回读
+- 工程哈希用 12.3 的 `compute_project_hash`
+
+## 错误
+
+稳定前缀 `codegen error`：
+
+```text
+codegen error: register overflow (>256) in function 'f'
+codegen error: constant table overflow
+codegen error: slot out of range
+```
+
+## 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）
+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
+
+---
+
+## 执行计划（8 片，每片验证编译产物）
+
+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）
+
+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。

Doc/compiler/符号表与链接.md

@@ -0,0 +1,116 @@
+# 符号表与链接（12.6）
+
+compiler 模块的符号收集与链接。输入：`Project`（toml）+ 各 `.st` 文件的 `Unit`（AST，见 [`语法.md`](语法.md)）；输出：链接结果（全局槽表、POU 符号表、函数表、FB 实例布局）。全工程定案见 [`初步计划.md`](../初步计划.md) 12.6。
+
+## 做 / 不做
+
+**做**
+
+- 先扫完全部文件再解析引用（禁止边解析边执行）
+- 全局收集：仅 `gvl.file` 顶层 `VAR_GLOBAL`，声明顺序 = 全局槽顺序
+- `VAR_EXTERNAL` 接已有槽，种类/类型一致，不是新变量
+- `FUNCTION` 标无状态；`FUNCTION_BLOCK` 必须先有实例才能调用
+- `CALL` 目标解析成 `fn_id`（立即数），无函数指针
+- 校验：同名全局、未声明 `io.var`、重复 POU 名、未声明 FB 实例、函数循环调用 → 失败
+- FB 实例布局：按类型算字段清单（输入/输出/内部/内建 8 个 FB 固定字段（12.11 扩充））
+
+**不做（第一版）**
+
+- 寄存器分配（12.8）、类型检查（12.7）
+- 多 GVL 文件、I/Q/M 与全局分槽（v1 **单一数据区**，见下）
+
+## 数据区定址（v1 定案）
+
+- **单一数据区**：全部全局（含 I/Q/M）按 `globals.st` 声明顺序编槽号 0..n-1
+- 映像头 `n_globals` = 声明总数；`n_i` / `n_q` / `n_m` = 0（第一版不拆，见 [`初步计划.md`](../初步计划.md) 5.1）
+- `LOAD_I` / `STORE_Q` / `LOAD_GLOBAL` / `STORE_GLOBAL` 操作码不同，槽号指向同一数据区
+- io 绑定（toml）只负责 channel/bit → 槽号映射（sidecar），不创造变量
+
+## 符号表一行
+
+```cpp
+enum class SymbolKind { Global, External, Local, Input, Output, Pou, FbInstance, Const };
+
+struct Symbol {
+    SymbolKind kind;
+    std::string name;       // 小写
+    std::string type_name;  // bool / int / time / fb 类型名（小写）
+    uint32_t address;       // 全局槽号（Global/External）；POU 局部暂 0（12.8 分配）
+    std::string source_file;
+    uint32_t line, col;
+};
+```
+
+`kind` 与 12.1 冻结表一致：`global` / `external` / `local` / `input` / `output` / `pou` / `fb_instance` / `const`（`const` 本期未用，保留）。
+
+## 链接流程
+
+```text
+1. 收集导出
+   遍历全部文件：
+   - 顶层 globals：仅 gvl.file 允许；同名 → duplicate global；声明顺序编槽号
+   - POU 导出：program / function / fb 名登记；重复 → duplicate POU
+2. 逐 POU 建局部符号
+   VAR / VAR_INPUT / VAR_OUTPUT → local / input / output
+   VAR_EXTERNAL            → 查全局表，必须存在、类型一致 → External（同一槽）
+   POU 内 VAR_GLOBAL       → error（仅 gvl 顶层允许）
+3. 语句引用解析
+   - FB 调用 instance(...)     → 局部表查实例，类型必须是 FB → 否则 undeclared FB instance
+   - 字段读 fb.field          → 实例类型有该字段（用户 FB 的 input/output；内建固定字段）
+   - VarRef / 赋值左值         → 局部表或全局表查得到 → 否则 undeclared identifier
+   - 函数调用 fn(...)         → POU 表查得到且是 FUNCTION → 记依赖边；FUNCTION 不得调用 PROGRAM/FB
+4. 循环调用检测
+   函数依赖图 DFS 找环 → recursive call（用例 19）
+5. io 校验
+   io.var 必须在全局表 → 否则 io.var not in GVL（用例 12）
+6. 输出
+   全局表 / POU 符号表 / 函数表（fn_id 按收集序）/ FB 实例布局
+```
+
+## FB 实例布局
+
+- 用户 FB：字段 = 全部 `VAR_INPUT` + `VAR_OUTPUT` + `VAR`（内部），按声明段序排
+- 内建（冻结，isa 规格；12.11 扩为 8 个）：
+
+| FB | 字段（名 → 类型） |
+|---|---|
+| TON | in BOOL, pt TIME, q BOOL, et TIME |
+| TOF | in BOOL, pt TIME, q BOOL, et TIME |
+| TP | in BOOL, pt TIME, q BOOL, et TIME |
+| CTU | cu BOOL, r BOOL, pv INT, q BOOL, cv INT |
+| CTD | cd BOOL, ld BOOL, pv INT, q BOOL, cv INT |
+| CTUD | cu BOOL, cd BOOL, r BOOL, lu BOOL, pv INT, qu BOOL, qd BOOL, cv INT |
+| R_TRIG | clk BOOL, q BOOL |
+| F_TRIG | clk BOOL, q BOOL |
+
+- 实例布局 = 类型字段表的一份拷贝；字段偏移 = 字段序号 × 8（8 字节定宽槽）
+
+## 错误
+
+稳定前缀 `link error`：
+
+```text
+link error: duplicate global 'g1' (globals.st, line 4, col 1)
+link error: VAR_GLOBAL only allowed in gvl file (other.st, line 2, col 1)
+link error: io.var 'Nope' not in GVL (project.toml)
+link error: undeclared FB instance 'starter' (main.st, line 4, col 5)
+link error: recursive call involving 'a' (main.st, line 2, col 4)
+link error: undeclared identifier 'x' (main.st, line 3, col 3)
+```
+
+## 完成标准
+
+1. 用例 9（同一槽）、10（非 GVL 写全局）、11（同名全局）、12（io.var 未声明）、16（未声明实例）、19（循环调用）按表变绿
+2. 符号表能打印 `name kind type address file`
+3. 全部构建 + `ctest` 无回归
+
+---
+
+## 执行计划（单步确认）
+
+1. **`Linker.h`（新建 `compiler/include/compiler/Linker.h`）**：`Symbol`/`SymbolKind` + 链接结果结构 + `link_project` 声明
+2. **`Linker.cpp` 前半**：收集导出（gvl 校验 / 全局定槽 / POU 登记）+ 逐 POU 局部符号
+3. **`Linker.cpp` 后半**：引用解析（FB 实例 / 字段 / 变量 / 函数）+ 循环检测 + io 校验
+4. **`linker_test`（`tests/src/linker_test.cpp` + CMake）**：用例 09/10/11/12/16/19 + 符号表打印断言
+5. **验证**：`cmake --build` + `ctest`（新增 `linker_links` 后 7/7 全绿）
+6. **提交**：`Linker.h/cpp` + `linker_test` + 文档

Doc/compiler/类型检查.md

@@ -0,0 +1,78 @@
+# 类型检查（12.7）
+
+compiler 模块的类型规则检查。输入：`Project` + 各 `.st` 的 `Unit`（AST）+ `LinkResult`（符号已解析）；输出：通过或 `type error`。全工程定案见 [`初步计划.md`](../初步计划.md) 12.7。
+
+## 做 / 不做
+
+**做**
+
+- `:=`、比较、算术的类型规则；`AND` / `OR` / `NOT` 只吃 `BOOL`
+- `FUNCTION` 禁止写全局（含经 `VAR_EXTERNAL`）——用例 14
+- FB 调用：命名输入类型匹配；`fb.Q` 字段存在且类型对
+- 表达式求值类型：`BOOL` / `INT` / `TIME` 三型
+- 无隐式宽化；`INT` 与 `TIME` 不混用
+
+**不做（第一版）**
+
+- 常量折叠、溢出区间检查（INT 字面量范围，饱和在 VM 层）
+- `FUNCTION` 实参与形参的个数/类型核对（12.7 未要求，只核对 FB 命名输入）
+- 变量初始化表达式的类型核对（语法层已限字面量）
+
+## 表达式求值类型
+
+```cpp
+enum class TType { Bool, Int, Time };
+```
+
+| 节点 | 规则 | 结果 |
+|---|---|---|
+| `LitBool` / `LitInt` / `LitTime` | — | Bool / Int / Time |
+| `VarRef` | 查符号（局部/输入/输出/外部/全局）类型 | 符号类型 |
+| `Field` | 实例字段类型（布局已由 12.6 提供） | 字段类型 |
+| `Not` | 操作数必须 Bool | Bool |
+| `And` / `Or` | 两侧必须 Bool（短路已由语法层保留） | Bool |
+| `Cmp` | 两侧同型（Bool/Int/Time 均可比较） | Bool |
+| `Add/Sub/Mul/Div` | 两侧必须 Int（**TIME 无算术**，INT 与 TIME 不混用） | Int |
+| `Neg` | 操作数必须 Int | Int |
+| `Call` | 函数存在（12.6 已验）；结果 = 函数返回类型 | 返回类型 |
+| `VarRef` 指向 FB 实例 | 实例不能当值 | type error |
+
+## 语句规则
+
+| 语句 | 规则 |
+|---|---|
+| `Assign`（普通） | 左值类型 == 表达式类型；左值可为局部/输入/输出/外部/全局 |
+| `Assign`（函数名，FUNCTION 内） | 表达式类型 == 函数返回类型（用例 13 约定） |
+| **`FUNCTION` 内左值是全局/外部** | **拒绝：`function cannot write global`（用例 14，含经 VAR_EXTERNAL）** |
+| `FbCall` | 每个命名实参表达式类型 == 实例对应字段类型（布局 12.6 已校验存在性） |
+| `If` / `While` | 条件表达式必须 Bool |
+
+## 错误
+
+稳定前缀 `type error`，带文件与行列（尽量带）：
+
+```text
+type error: AND operands must be BOOL (main.st, line 5, col 9)
+type error: type mismatch in assignment to 'q0_0' (INT vs BOOL) (main.st, line 6, col 13)
+type error: function cannot write global 'g1' (main.st, line 3, col 5)
+type error: TIME has no arithmetic (main.st, line 4, col 12)
+type error: FB input 'pt' expects TIME (main.st, line 5, col 16)
+```
+
+## 完成标准
+
+1. 用例 14（FUNCTION 写全局）→ `type error`（12.6 已放行，本阶段点亮）
+2. line1 / 用例 07 / 13 / 15 / 17 等合法工程类型检查通过
+3. 负例：AND 吃 INT、赋值类型不匹配、INT+TIME、NOT INT、FB 输入类型不匹配、比较异型 → `type error`
+4. 全部构建 + `ctest` 无回归
+
+---
+
+## 执行计划（单步确认）
+
+1. **`Typecheck.h`（新建 `compiler/include/compiler/Typecheck.h`）**：`TType` + `check_project` 声明
+2. **`Typecheck.cpp` 前半**：符号类型解析（VarRef/Field/Call/字面量）+ 表达式递归定类型
+3. **`Typecheck.cpp` 后半**：语句规则（Assign 含函数名/FUNCTION 禁写全局、FbCall 实参、IF/WHILE 条件）
+4. **`typecheck_test`（`tests/src/typecheck_test.cpp` + CMake）**：用例 14 + 负例 + 正例
+5. **验证**：`cmake --build` + `ctest`（新增 `typecheck_types` 后 8/8 全绿）
+6. **提交**：`Typecheck.h/cpp` + `typecheck_test` + 文档

Doc/compiler/编译管线.md

@@ -1,26 +1,28 @@
 # 编译管线
 
-compiler 模块：ST / toml 编译器。CMake 目标：`compiler`（`STATIC`），依赖 [`指令与映像.md`](../isa/指令与映像.md)。
+compiler 模块：ST / toml 编译器。CMake 目标：`compiler`（`STATIC`），**不依赖 isa**（指令 opcode / 类型元数据 / FB 布局来自 `compiler/machine.toml`，见 [`指令配置.md`](../isa/指令配置.md)）。可执行入口 `STCompiler`（本模块 `src/main.cpp`，链 `compiler`）。
 
-读齐工程后走直通 pass，产出单一映像，不上 LLVM。词法、语法、符号表、检查、codegen、链接都留在本库，不再拆 CMake 子库。
+读齐工程后走直通 pass，产出单一映像文件，不上 LLVM。词法、语法、符号表、检查、codegen、链接都留在本库，不再拆 CMake 子库。
 
-语言规则、toml 字段、链接与第 12 节阶段见 [`初步计划.md`](../初步计划.md)。指令和映像只认 [`指令与映像.md`](../isa/指令与映像.md)。
+语言规则、toml 字段、链接与第 12 节阶段见 [`初步计划.md`](../初步计划.md)。`.stb` 格式契约见 [`指令与映像.md`](../isa/指令与映像.md)（compiler 自带写实现 + 型号标识/SHA-256）。
 
 ## 管线
 
 ```text
-读 toml、收齐 .st
+加载 machine.toml（--machine，强校验）
+  → 读 toml、收齐 .st
   → 词法 / 递归下降语法
   → 收集导出符号
   → 解析 VAR_EXTERNAL、链接、定地址
   → 类型检查
-  → 按 PROGRAM / FUNCTION / FB 编寄存器码
+  → 按 PROGRAM / FUNCTION / FB 编寄存器码（opcode/类型/FB 布局查配置）
   → 回填跳转、写映像头与工程哈希
+  → 写 <name>.stb（头 104 含型号标识 + 段 + SHA-256 文件尾）与 <name>.runtime.toml（sidecar：io 绑定）
 ```
 
 ## 边界
 
 - toml **不声明变量**；`VAR_GLOBAL` 第一版只允许出现在 `gvl.file`
 - `[[io.*]]` 的 `var` 必须已在 GVL 中；同名全局链接失败
-- 第三方 toml 解析放 `third_party/`，本库私有链接
-- 不写扫描周期，不链 `vm`
+- 第三方 toml 解析（toml++）放 `third_party/`，本库私有链接
+- 不写扫描周期，不链 `vm`、不链 `isa`

Doc/compiler/词法.md

@@ -0,0 +1,131 @@
+# 词法（12.4）
+
+compiler 模块的词法分析。输入：单个 `.st` 源文件内容；输出：稳定 token 流（带 `source_file` + 行列）。语法与字段表见 [`初步计划.md`](../初步计划.md) 12.1、12.4。
+
+## 做 / 不做
+
+**做**
+
+- `(* *)` 注释、标识符、关键字、整数、`TIME` 字面量、`:=`、比较符、括号
+- 关键字与标识符统一折成**小写**内部形（与 IEC 一致，大小写不敏感）
+- 每个 token 带 `source_file` + 行列，供以后报错
+- 非法字符 → `lex error` 硬错误（带行列）
+
+**不做（第一版）**
+
+- 字符串字面量、`REAL` 字面量、十六进制/科学计数
+- 注释嵌套（`(*` 到第一个 `*)` 结束，未闭合报错）
+- 浮点数、`_` 数字分隔符
+
+## 关键字表（12.1 冻结，只认这些）
+
+```text
+PROGRAM FUNCTION FUNCTION_BLOCK END_PROGRAM END_FUNCTION END_FUNCTION_BLOCK
+VAR VAR_INPUT VAR_OUTPUT VAR_GLOBAL VAR_EXTERNAL END_VAR
+BOOL INT TIME
+IF ELSIF ELSE END_IF WHILE END_WHILE
+AND OR NOT
+TRUE FALSE
+TON TOF TP CTU CTD CTUD R_TRIG F_TRIG
+```
+
+> 12.5 修订：`THEN`、`DO` 补入关键字表（`IF ... THEN` / `WHILE ... DO` 语法需要），
+> 与 12.1 原表合并，其余不变。
+> 12.11 修订：内置 FB 扩为 8 个（TON/TOF/TP/CTU/CTD/CTUD/R_TRIG/F_TRIG）。
+
+其余单词一律当标识符；`VAR_IN_OUT`、`REF`、`CLASS` 等由语法层（12.5）出明确错误。
+
+## Token
+
+```cpp
+enum class Tok {
+    // 关键字（25 个，逐一对应上表）
+    ...
+    // 字面量
+    IDENT,      // text = 小写名
+    INT_LIT,    // int_value
+    TIME_LIT,   // int_value = 毫秒
+    // 符号
+    ASSIGN,     // :=
+    EQ, NE, LT, LE, GT, GE,          // = <> < <= > >=
+    PLUS, MINUS, STAR, SLASH,        // + - * /
+    LPAREN, RPAREN, COMMA, SEMI,     // ( ) , ;
+    COLON, DOT,                      // : .
+    END,                             // 文件结束
+};
+
+struct Token {
+    Tok type;
+    std::string text;      // 标识符/关键字的小写文本；字面量原文
+    int64_t int_value;     // INT_LIT / TIME_LIT（毫秒）
+    std::string source_file;
+    uint32_t line;         // 从 1 起
+    uint32_t col;          // 从 1 起
+};
+```
+
+## 规则
+
+### 大小写
+
+- 关键字匹配**大小写不敏感**（`program` / `PROGRAM` / `Program` 同义）
+- 标识符统一折小写存入 `text`（内部形）；原始大小写不保留（v1 无字符串字面量，报错靠行列定位）
+
+### 字面量
+
+- 整数：`[0-9]+`，`int64_t` 存储；超 `INT64_MAX` → `lex error`
+- `TIME`：`T#`（不敏感）+ 一个或多个 `<整数><单位>` 段，单位不敏感：`ms s m h d`，累加为毫秒：
+  - `T#10ms` → 10
+  - `T#1s250ms` → 1250
+  - `T#2h` → 7200000
+  - 缺单位 / 未知单位 / 空段 → `lex error`
+- 负数不是字面量：`-5` 是 `MINUS` + 整数，由语法层处理
+
+### 符号
+
+- `:=` 优先于 `:`；`<>` 优先于 `<`/`>`；`<=`/`>=` 单独匹配
+
+### 注释
+
+- `(* ... *)`，**不嵌套**；未闭合 → `lex error`
+- 注释内不产 token
+
+## 错误
+
+稳定前缀 `lex error`，带文件与行列：
+
+```text
+lex error: illegal character '@' (motor.st, line 3, col 7)
+lex error: unterminated comment (main.st, line 1, col 1)
+lex error: bad time literal 'T#3q' (main.st, line 4, col 10)
+```
+
+## 完成标准
+
+1. 第 11 节三个文件（`examples/line1/*.st`）lex 成稳定 token 流；`lexer_test` 断言数量、类型、小写化、行列、`END` 收尾
+2. 非法字符 / 未闭合注释 / 坏 TIME 字面量 → `lex error` 负例过
+3. 全部构建 + `ctest` 无回归
+
+---
+
+## 执行计划（单步确认）
+
+1. **`Lexer.h`（新建 `compiler/include/compiler/Lexer.h`）**
+   - `Tok` 枚举：25 关键字 + `IDENT`/`INT_LIT`/`TIME_LIT` + 符号（`:= = <> < <= > >= + - * / ( ) , ; : .`）+ `END`
+   - `Token { type, text, int_value, source_file, line, col }`（行列从 1 起）
+   - `bool lex_file(path, out, err)` / `bool lex(source_file, content, out, err)`
+
+2. **`Lexer.cpp`（重写占位）**
+   - 25 关键字小写映射表，大小写不敏感，标识符统一折小写
+   - `(* *)` 注释不嵌套、未闭合报错；非法字符报错
+   - 整数 `[0-9]+`（超 `INT64_MAX` 报错）；`T#<int><单位>` 段式解析累加毫秒（`ms s m h d`）
+   - `:=` / `<>` / `<=` / `>=` 最长匹配优先
+   - 错误前缀 `lex error`，带 file/line/col
+
+3. **`lexer_test`（`tests/src/lexer_test.cpp` + CMake，链 `compiler` 库）**
+   - line1 三文件：token 数量 / 类型序列 / 小写化 / 行列 / `END` 收尾断言
+   - 负例：`@` 非法字符、未闭合注释、`T#3q` 坏字面量、超大整数 → `lex error` 类别
+
+4. **验证**：`cmake --build` + `ctest`（新增 `lexer_test` 后 5/5 全绿）
+
+5. **提交**：`Lexer.h/cpp` + `lexer_test` + 文档

Doc/compiler/语法.md

@@ -0,0 +1,183 @@
+# 语法（12.5 递归下降）
+
+compiler 模块的语法分析。输入：单个 `.st` 文件的 token 流（见 [`词法.md`](词法.md)）；输出：**AST**（不分配寄存器、不写映像）。全工程定案见 [`初步计划.md`](../初步计划.md) 12.1、12.5。
+
+## 做 / 不做
+
+**做**
+
+- POU 外壳：`PROGRAM` / `FUNCTION` / `FUNCTION_BLOCK` 与对应 `END_*`
+- 变量段：`VAR` / `VAR_INPUT` / `VAR_OUTPUT` / `VAR_GLOBAL` / `VAR_EXTERNAL`
+- 类型名只接受 `BOOL` `INT` `TIME`；内置 FB 名 `TON` `TOF` `CTU`；标识符（用户 FB 类型）
+- 语句：赋值、`IF` / `ELSIF` / `ELSE`、`WHILE`、FB 调用 `fb(in := …)`、字段 `fb.Q`
+- 表达式：`NOT`、`AND` / `OR`（AST 保留短路语义，12.8 编跳转）、比较、加减乘除、一元负号、函数调用 `Add(3, 4)`
+- 明确拒绝（`syntax error`，不静默）：`VAR_IN_OUT`、`VAR_TEMP`、`REF`、`CLASS`、`ANY` 等保留名
+
+**不做（第一版）**
+
+- 寄存器分配、跳转回填、映像（12.8）
+- 链式比较 `a < b < c`、字符串、`REAL`、指针、`VAR_IN_OUT`、接口、`TYPE` 定义
+- 语义检查（未声明变量等归 12.6 / 12.7）
+
+## AST 结构
+
+```cpp
+// 类型引用：类型位置出现的名字
+enum class TypeKind { Bool, Int, Time, FbBuiltin, FbUser };
+struct TypeRef {
+    TypeKind kind;
+    std::string name;   // FbUser 时为用户 FB 类型名（小写）
+};
+
+struct VarDecl {
+    std::string name;
+    TypeRef type;
+    bool has_init;      // 可选初值（v1 仅 BOOL/INT/TIME 字面量）
+    int64_t init_value; // BOOL 0/1、INT 值、TIME 毫秒
+    uint32_t line, col;
+};
+
+enum class VarSection { Local, Input, Output, Global, External };
+struct VarBlock {
+    VarSection section;
+    std::vector<VarDecl> vars;
+};
+
+// 表达式
+enum class ExprKind {
+    LitBool, LitInt, LitTime,
+    VarRef,       // 标识符（局部/全局/外部/实例名）
+    Field,        // 对象.字段：fb.Q / fb.ET
+    Not, And, Or,
+    Cmp, Add, Sub, Mul, Div,   // 二目；比较不连锁
+    Neg,                        // 一元负号
+    Call,                       // 函数调用（仅 FUNCTION，有返回值）
+};
+enum class BinOp { Eq, Ne, Lt, Le, Gt, Ge, Add, Sub, Mul, Div };
+
+struct Expr {
+    ExprKind kind;
+    BinOp op;                 // 二目运算
+    std::string name;         // VarRef / Field 对象名 / Call 函数名
+    std::string field;        // Field 字段名
+    int64_t int_value;        // 字面量值
+    std::unique_ptr<Expr> lhs, rhs, operand;  // 二目 / NOT / Neg
+    std::vector<std::unique_ptr<Expr>> args;  // Call 实参
+};
+
+// 语句
+enum class StmtKind { Assign, If, While, FbCall };
+struct FbArg { std::string name; std::unique_ptr<Expr> value; };
+struct IfBranch { std::unique_ptr<Expr> cond; std::vector<Stmt> body; };
+
+struct Stmt {
+    StmtKind kind;
+    // Assign
+    std::string target;       // 左值标识符
+    bool target_is_field;     // 左值是 fb.field（v1：只允许读取，禁止赋值）
+    std::string field;
+    std::unique_ptr<Expr> value;
+    // If / While
+    std::unique_ptr<Expr> cond;
+    std::vector<Stmt> body;           // IF/WHILE 体
+    std::vector<IfBranch> elsifs;
+    std::vector<Stmt> else_body;
+    // FbCall
+    std::string instance;
+    std::vector<FbArg> args;
+};
+
+enum class PouKind { Program, Function, FunctionBlock };
+struct POU {
+    PouKind kind;
+    std::string name;
+    TypeRef result_type;      // FUNCTION 才有
+    std::vector<VarBlock> blocks;
+    std::vector<Stmt> body;
+    std::string source_file;
+};
+```
+
+## 文法（递归下降）
+
+```text
+file         := (VAR_GLOBAL vars END_VAR | POU)*
+POU          := PROGRAM ident var_block* body END_PROGRAM
+              | FUNCTION ident ':' type var_block* body END_FUNCTION
+              | FUNCTION_BLOCK ident var_block* body END_FUNCTION_BLOCK
+var_block    := VAR vars END_VAR
+              | VAR_INPUT vars END_VAR | VAR_OUTPUT vars END_VAR
+              | VAR_GLOBAL vars END_VAR | VAR_EXTERNAL vars END_VAR
+vars         := (ident (',' ident)* ':' type (':=' literal)? ';')*
+type         := BOOL | INT | TIME | TON | TOF | CTU | ident
+body         := stmt*
+stmt         := ident ('.' ident)? ':=' expr ';'        (* 赋值 *)
+              | ident '(' arg (',' arg)* ')' ';'        (* FB 调用 *)
+              | IF expr THEN body (ELSIF expr THEN body)* (ELSE body)? END_IF
+              | WHILE expr DO body END_WHILE
+arg          := ident ':=' expr
+expr         := or_expr
+or_expr      := and_expr (OR and_expr)*
+and_expr     := not_expr (AND not_expr)*
+not_expr     := NOT not_expr | cmp_expr
+cmp_expr     := add_expr (('='|'<>'|'<'|'<='|'>'|'>=') add_expr)?
+add_expr     := mul_expr (('+'|'-') mul_expr)*
+mul_expr     := unary (('*'|'/') unary)*
+unary        := '-' unary | primary
+primary      := INT_LIT | TIME_LIT | TRUE | FALSE | ident
+              | ident '.' ident                          (* fb.field *)
+              | ident '(' expr (',' expr)* ')'          (* 函数调用 *)
+              | '(' expr ')'
+```
+
+要点：
+
+- `file` 顶层允许无 POU 的 `VAR_GLOBAL` 段（**GVL 文件形态**，如 `globals.st`）；
+  其他变量段出现在顶层 → syntax error。解析结果：
+  ```cpp
+  struct Unit {
+      std::vector<VarBlock> globals;  // 顶层 VAR_GLOBAL 段
+      std::vector<POU> pous;
+  };
+  ```
+- `THEN` / `DO` 是关键字（12.5 修订补入词法表，见 [`词法.md`](词法.md)）
+- 赋值左侧 `ident.ident` 是字段引用，v1 只能读（右侧），左侧字段赋值报错
+- `ident(...)` 是**语句**即 FB 调用（无返回值）；在**表达式**里即函数调用（有返回值）——靠上下文区分，与 12.1 语义一致
+- 比较不连锁（`a < b < c` → syntax error）
+- `AND` / `OR` 短路语义保留在 AST（`And`/`Or` 节点），12.8 编成跳转
+
+## 明确拒绝清单
+
+`IDENT` 文本（小写后）命中下列保留名 → `syntax error: 'X' is not supported`：
+
+```text
+var_in_out  var_temp  ref  class  any  pointer  interface  method
+```
+
+## 错误
+
+稳定前缀 `syntax error`，带文件与行列：
+
+```text
+syntax error: expected 'END_PROGRAM' (main.st, line 5, col 3)
+syntax error: 'VAR_IN_OUT' is not supported (motor.st, line 2, col 5)
+syntax error: chained comparison not supported (main.st, line 7, col 15)
+```
+
+## 完成标准
+
+1. `examples/line1/*.st` 三文件 parse 成功，AST 结构符合文法
+2. `parser_test`：AST 断言（POU 种类/变量段/语句/表达式优先级）+ 负例（缺 `END_*`、`VAR_IN_OUT`、链式比较、字段赋值、坏语句）→ `syntax error`
+3. 全部构建 + `ctest` 无回归
+4. 用例 10 / 14 / 19 属 12.6 / 12.7 层（非语法层），不在本阶段点亮
+
+---
+
+## 执行计划（单步确认）
+
+1. **`Parser.h`（新建 `compiler/include/compiler/Parser.h`）**：上述 AST 结构 + `bool parse_pous(source_file, content, out, err)`
+2. **`Parser.cpp` 前半**：POU 外壳 + 变量段 + 类型（文法 program / POU / var_block / vars / type）
+3. **`Parser.cpp` 后半**：语句 + 表达式（优先级爬升）+ 拒绝清单
+4. **`parser_test`（`tests/src/parser_test.cpp` + CMake）**：line1 三文件 AST 断言 + 负例
+5. **验证**：`cmake --build` + `ctest`（新增 `parser_syntax` 后 6/6 全绿）
+6. **提交**：`Parser.h/cpp` + `parser_test` + 文档

Doc/executor/执行器入口.md

@@ -0,0 +1,41 @@
+# 执行器入口
+
+BytecodeExecutor 模块：可执行入口。CMake 目标：`BytecodeExecutor`（`EXECUTABLE`），链接 `vm` 和 `isa`，**不链 `compiler`**。源码目录 `executor/`。
+
+第一版两个可执行：`STCompiler` 编译出 `<name>.stb` 与 `<name>.runtime.toml`；`BytecodeExecutor` 加载映像按扫描周期跑。总顺序见 [`初步计划.md`](../初步计划.md) 第 12.10 节。
+
+## 用法
+
+```text
+BytecodeExecutor <name>.stb [--cycles N] [--replay <file>] [--step]
+```
+
+- `--cycles N`：跑 N 个周期（缺省 10）
+- `--replay <file>`：读录制的 I 序列（每行空格分隔的 0/1，按 sidecar `io.input` 绑定顺序），逐周期喂入；读尽后保持最后一行
+- `--step`：单步——采样 I 后逐指令打印（pc/fn/反汇编 + 执行后非零寄存器），跑 1 个周期，最后打印 I/Q
+- 每周期打印 `cycle N: I=[...] Q=[...]`（按 sidecar 绑定顺序）；故障打印 `FAULT(n)` 并退出码 1
+
+## 职责
+
+- 加载 `.stb` 映像与 `<name>.runtime.toml` sidecar（I/O 绑定 var → 槽号 → channel/bit）
+- 读取时**校验型号标识与 SHA-256**：型号不匹配 / 文件被篡改 → 直接报错拒绝（执行器只接受与自身内建型号一致的映像）
+- 按 sidecar 采样 I、写回 Q（不创造变量）
+- `dt_ms` / `cycle_limit` 从映像头取，推进内置 FB（TON/TOF/TP/CTU/CTD/CTUD/R_TRIG/F_TRIG）
+- 单步、看寄存器和映像、按录制的 `I` 回放
+
+## 边界
+
+- 指令与映像编码见 [`指令与映像.md`](../isa/指令与映像.md)
+- ST 解析与链接见 [`编译管线.md`](../compiler/编译管线.md)，本模块不碰 `.st`
+- 寄存器执行循环见 [`扫描周期.md`](../vm/扫描周期.md)
+
+---
+
+## TUI 观察界面（最后做，v1 只预留）
+
+TUI 属于本模块（`BytecodeExecutor` 的界面），用途是**观察 VM 运行状态**（寄存器、I/Q/M、全局、FB 字段、pc、cycle 计数）。v1 不做 TUI，只预留两点：
+
+1. **可替换输出层**：所有人类可读输出走可注入 sink（默认文本模式）。将来 TUI 独占终端时，文本输出换成 TUI 渲染器，互不污染。
+2. **展示层与 vm 观察 API 分离**：TUI 只轮询 vm 的只读快照（见 [`扫描周期.md`](../vm/扫描周期.md) 可观察性接口），不写 VM 状态。
+
+候选库：`third_party/FTXUI/`（占位，vendor 在 TUI 阶段进行，见 [`third_party/README.md`](../third_party/README.md)）。

Doc/host/宿主入口.md

@@ -1,18 +0,0 @@
-# 宿主入口
-
-host 模块：可执行入口。CMake 目标：`host`（`EXECUTABLE`），链接 `compiler` 和 `vm`。
-
-第一版一条命令：读工程 → 编译映像 → 按扫描周期跑。不拆独立的编译器可执行文件。总顺序见 [`初步计划.md`](../初步计划.md) 第 12.10 节。
-
-## 职责
-
-- 读 `project.toml` 和其中的 `.st`，交给 `compiler`
-- 按 `[[io.input]]` / `[[io.output]]` 采样 I、写回 Q（不创造变量）
-- 把 `dt_ms` 交给 VM，推进 `TON` / `TOF` / `CTU`
-- 单步、看寄存器和映像、按录制的 `I` 回放
-
-## 边界
-
-- 指令编码见 [`指令与映像.md`](../isa/指令与映像.md)
-- ST 解析与链接见 [`编译管线.md`](../compiler/编译管线.md)
-- 寄存器执行循环见 [`扫描周期.md`](../vm/扫描周期.md)

Doc/isa/stb文件格式.md

@@ -0,0 +1,127 @@
+# .stb 映像文件结构
+
+编译产物 `.stb` 的**面向使用者**的结构说明。规范以 [`指令与映像.md`](指令与映像.md) 为准，本文用 `line1.stb`（288 字节，12.13 修订后）做真实拆解。
+
+## 概览
+
+- 魔数 `STSC`，版本 `1`，**全部整数小端**
+- 文件 = 头 + 五个段，段序：**常量表 → 函数表 → 字节码 → FB 布局 → 数据**
+- 段偏移记在头里；`offset_const ≤ offset_funcs ≤ offset_code ≤ offset_fb ≤ offset_data ≤ 文件长度`
+
+```
+┌──────────────────────────────────────────────────┐
+│ 头（104 字节，偏移 0，含型号标识[32]）          │
+├──────────────────────────────────────────────────┤
+│ 常量表段  offset_const .. offset_funcs           │
+├──────────────────────────────────────────────────┤
+│ 函数表段  offset_funcs .. offset_code            │
+├──────────────────────────────────────────────────┤
+│ 字节码段  offset_code  .. offset_fb              │
+├──────────────────────────────────────────────────┤
+│ FB 布局段 offset_fb     .. offset_data（v1 为空）│
+├──────────────────────────────────────────────────┤
+│ 数据段    offset_data   .. offset_data+len      │
+├──────────────────────────────────────────────────┤
+│ SHA-256 文件尾（32 字节，对文件尾之前全部内容）   │
+└──────────────────────────────────────────────────┘
+```
+
+## 头（104 字节）
+
+| 偏移 | 宽 | 字段 | line1 实际值 |
+|---|---|---|---|
+| 0 | 4 | 魔数 `STSC` | `53 53 54 43` |
+| 4 | 4 | 版本 `1` | 1 |
+| 8 | 4 | `cycle_limit`（每周期指令上限） | 100000 |
+| 12 | 4 | `dt_ms`（本周期 Δt） | 10 |
+| 16 | 8 | 工程哈希（FNV-1a 64） | `0xc3fe4ae74ad45900` |
+| 24 | 4 | 入口 `entry_fn_id` | 1（MAIN） |
+| 28 | 4 | 全局槽数 `n_globals` | 4 |
+| 32 | 4 | I 槽数 `n_i` | 0（v1 不拆） |
+| 36 | 4 | Q 槽数 `n_q` | 0 |
+| 40 | 4 | M 槽数 `n_m` | 0 |
+| 44 | 4 | 常量数 `n_consts` | 0 |
+| 48 | 4 | 函数数 `n_funcs` | 2 |
+| 52 | 4 | `offset_const` | 104（`0x68`） |
+| 56 | 4 | `offset_funcs` | 104 |
+| 60 | 4 | `offset_code` | 128（`0x80`） |
+| 64 | 4 | `offset_fb` | 200（`0xC8`） |
+| 68 | 4 | `offset_data` | 200 |
+| 72 | 32 | **型号标识**（定长 ASCII 含版本，补 `'\0'`） | `"STATOR1"`（`0x48..0x67`） |
+
+> 12.13 修订：型号标识由 `machine.toml [meta] name + version` 拼成（如 `STATOR + 1` → `"STATOR1"`）；
+> 执行器读取时型号不匹配 → 直接报错。
+
+## 常量表段（`offset_const` 起）
+
+一行 12 字节：`[tag:u32][value:u64]`；`tag`：0=BOOL、1=INT、2=TIME。
+
+line1 无字面量常量 → 段为空（`offset_const == offset_funcs`）。
+
+## 函数表段（`offset_funcs` 起）
+
+一行 12 字节：`[nregs:u32][code_offset:u32][code_len:u32]`
+
+- **行下标即 `fn_id`**；`code_offset` 相对字节码段起点（**字节**）；`code_len` 为**指令条数**
+- 入口 = 头的 `entry_fn_id` 指向的行
+
+line1（2 行）：
+
+| fn_id | nregs | code_offset | code_len | 内容 |
+|---|---|---|---|---|
+| 0 | 8 | 0 | 1 | `MotorStarter` 占位（内联展开，仅 RET） |
+| 1 | 13 | 4 | 17 | `MAIN` |
+
+## 字节码段（`offset_code` 起）
+
+指令 4 字节一条：`[op:8 | rd:8 | a:8 | b:8]`（小端 u32）。
+
+- `rd` 目的寄存器；`a|b` 视操作码为寄存器、槽号（u16）或跳转偏移（有符号 int16，**相对下一条指令**：目标 = 当前 + 1 + off）
+- `CALL` 的 `fn_id` = 函数表行下标
+- 调用约定：结果 r0、参数 r1..r7、变量与临时 r8 起
+
+line1 `MAIN` 前 5 条（`0x84` 起；`0x80` 是 `fn 0` 的占位 `RET`，slot 为 8 字节定宽槽号）：
+
+| 偏移 | 字节 | 反汇编 | 含义 |
+|---|---|---|---|
+| 0x84 | `12 08 01 00` | `LOAD_I r8, 1` | I0_0（io.input 绑定 → LOAD_I，槽 1） |
+| 0x88 | `17 08 04 00` | `STORE_GLOBAL r8, 4` | starter.start（槽 4）← I0_0 |
+| 0x8C | `16 09 02 00` | `LOAD_GLOBAL r9, 2` | I0_1（槽 2） |
+| 0x90 | `17 09 05 00` | `STORE_GLOBAL r9, 5` | starter.stop（槽 5）← I0_1 |
+| 0x94 | `16 08 04 00` | `LOAD_GLOBAL r8, 4` | 内联体：读 starter.start（槽 4） |
+
+## FB 布局段（`offset_fb` 起）
+
+v1 为空（用户 FB 内联展开，字段偏移已算进数据段；内建 8 个 FB 布局冻结在编译器中（12.11 扩充））。行格式约定：`[field_count:u32][field_count × (tag:u32, offset:u32)]`，offset 相对实例基址。
+
+## 数据段（`offset_data` 起）
+
+**每槽 8 字节定宽**（12.9 方案 a）：`BOOL` 用低 1 字节、`INT` 用低 2 字节（小端）、`TIME` 全 8 字节。指令 `slot` 操作数即**槽号**，数据偏移 = 槽号 × 8。
+
+槽序：**全局块**（`n_globals` 个，声明序）→ **FB 实例块**（POU 收集序、实例声明序，每字段一槽）。
+
+line1 数据段（56 字节 = 7 槽 × 8B，`0xC8` 起）：
+
+| 槽号 | 偏移 | 内容 |
+|---|---|---|
+| 0 | 0xC8 | EmergencyStop（BOOL，初值 0） |
+| 1 | 0xD0 | I0_0（BOOL） |
+| 2 | 0xD8 | I0_1（BOOL） |
+| 3 | 0xE0 | Q0_0（BOOL） |
+| 4 | 0xE8 | starter.start（BOOL） |
+| 5 | 0xF0 | starter.stop（BOOL） |
+| 6 | 0xF8 | starter.q（BOOL） |
+
+## SHA-256 文件尾（32 字节）
+
+数据段之后追加 32 字节 SHA-256：**对文件尾之前全部内容计算**（`0x100..0x11F`）。执行器必须校验通过才运行；任一字节被篡改 → 直接拒绝。compiler 写侧与 vm 读侧**各自实现**一份 SHA-256。
+
+## 用工具验证
+
+- `ctest`：`codegen_slice1`（写侧 model/sha 自检）、`vm_cycles`（读侧型号/SHA 拒绝）、`machine_config`
+- `STCompiler x.stb --disasm --machine machine.toml`：显示 `model=` 与 `sha=ok|BAD`
+- 手工检查：`xxd line1.stb` 对照上表逐段核对
+
+## 与执行器的关系
+
+`BytecodeExecutor` 只读本格式：头（`cycle_limit`/`dt_ms`/型号标识）、函数表（帧 `nregs` + 代码定位）、数据段（全局 + FB 实例状态）。读取时**型号匹配 + SHA-256 校验**，任一不符 → 报错拒绝。I/O 绑定**不在**映像里，在 sidecar `<name>.runtime.toml`（var → 槽号 → channel/bit）。

Doc/isa/指令与映像.md

@@ -2,16 +2,16 @@
 
 isa 模块规范：指令集 + 映像 + 定宽类型。不是编译器，不把 `.st` 编成映像。
 
-`compiler` 按本文件写出字节，`vm` 只认这些字节。两边不互链。
+`compiler` 写 `.stb`、`vm` 读 `.stb`，两边**各自实现**读写；`isa` 归执行器侧只管指令定义。指令 opcode / 类型 / FB 布局的登记见 [`指令配置.md`](指令配置.md)（`compiler/machine.toml`，与代码强校验）。
 
 全工程定案见 [`初步计划.md`](../初步计划.md)。**类型、指令编码、映像布局以本文为准**，不要另写一份互相打架的表。头文件实现本文，不另当规范。
 
 ```text
-host → compiler → isa
-host → vm       → isa
+STCompiler      → compiler        （编码查 machine.toml；自带 .stb 写）
+BytecodeExecutor → vm → isa        （isa 只管指令；vm 自带 .stb 读）
 ```
 
-CMake 目标：`isa`（`STATIC`），无依赖。公开头：`isa/include/isa/`。
+CMake 目标：`isa`（`STATIC`），无依赖；`vm` PUBLIC 链 `isa`。公开头：`isa/include/isa/`。
 
 ---
 
@@ -22,7 +22,7 @@ CMake 目标：`isa`（`STATIC`），无依赖。公开头：`isa/include/isa/`
 - 操作码与 32 位指令布局
 - 映像头与段（函数字节码、全局 / FB 槽、工程哈希）
 - `BOOL` / `INT` / `TIME` 宽度与溢出规则
-- 编解码、工程哈希、一条指令的文本转储（给 host 打印）
+- 编解码、工程哈希、一条指令的文本转储（反汇编，给 STCompiler `--disasm` 与测试打印）
 
 **不做**
 
@@ -40,30 +40,44 @@ CMake 目标：`isa`（`STATIC`），无依赖。公开头：`isa/include/isa/`
 |---|---|
 | `BOOL` | `uint8_t`，只允许 0/1 |
 | `INT` | `int16_t`（IEC `INT`） |
-| `TIME` | `int32_t` 毫秒；与 `INT` 不混用 |
+| `TIME` | `int64_t` 毫秒（有符号）；与 `INT` 不混用 |
 | 整数溢出 | **饱和**（夹到 `INT` 最小/最大） |
 | 字节序 | 小端 |
 | 指令宽度 | 32 bit，一种主布局 |
 | 寄存器 | 下标 0..255；每函数实际个数写在函数头 `nregs` |
 | 跳转 | 相对 offset，单位是**指令条数**，不是字节 |
 | `CALL` | 立即数 `fn_id`（u16），无函数指针 |
+
+### 调用约定（冻结，compiler 12.8 与 VM 12.9 共同遵守）
+
+- 结果寄存器 **r0**；参数寄存器 **r1..r7**（最多 7 个输入，按声明序）
+- 变量与表达式临时**全部从 r8 起**（调用约定区 r0..r7 不受用户数据占用）
+- `CALL`：VM 复制当前帧 r0..r7 到新帧 r0..r7
+- `RET`：VM 复制当前帧 r0..r7 回调用方帧 r0..r7（r0 = 结果；r1..r7 原样返回）
+- 函数输入在函数体内只读（compiler 拒绝写入）
 | 映像魔数 | `STSC`，版本 `1` |
 | 工程哈希 | 源文件路径排序后对内容做 FNV-1a 64（非密码学） |
-| I/O 绑定 | **不进映像**；编译期把 `var` 收成槽号，channel/bit 留在 host 读 toml |
-| 不做 | `REAL`、隐式宽化、独立 `stc.exe` |
+| I/O 绑定 | **不进映像**；编译期把 `var` 收成槽号，channel/bit 由 STCompiler 写进 sidecar（`.runtime.toml`），BytecodeExecutor 读 sidecar 采样 |
+| 不做 | `REAL`、隐式宽化 |
 
 ---
 
 ## 类型
 
-C++11 定宽：
+C++20 定宽：
 
 - `BOOL`：`uint8_t`，0/1
 - `INT`：`int16_t`；加减乘除溢出饱和
-- `TIME`：`int32_t` 毫秒
+- `TIME`：`int64_t` 毫秒，有符号
 
 `compiler` 与 `vm` 都按同一规则，不再另选溢出策略。
 
+`TIME` 选 `int64_t` 的理由（冻结，不再反复问）：
+
+- 有符号：`TOF` 剩余时间、两个时间点相减会出负值，免去无符号边界处理
+- 64 位：为将来 `DATE_AND_TIME`（毫秒时间戳）与 `TON` / `TOF` / `TP` 的 64 位定时器预留；毫秒量程约 2.9 亿年，扫描周期场景永不溢出
+- 代价：槽位 8 字节对齐。**槽位规则**（12.9 方案 a）：每槽 8 字节定宽，`BOOL` 用低 1 字节、`INT` 用低 2 字节（小端）、`TIME` 全 8 字节；槽号 × 8 = 数据偏移，无 padding。
+
 ---
 
 ## 指令
@@ -76,7 +90,7 @@ C++11 定宽：
 
 - 三寄存器：`a`/`b` 为 `ra`/`rb`（`MOVE`/`NOT` 只用 `rd`+`a`）
 - `LOADK`：`a|b` 为 `const_id`（u16）
-- `JMP` / `JT` / `JF`：`a|b` 为有符号相对 offset（指令条数）
+- `JMP` / `JT` / `JF`：`a|b` 为有符号相对 offset（指令条数），**相对下一条指令**：目标下标 = 当前下标 + 1 + off
 - `CALL`：`a|b` 为 `fn_id`（u16）
 
 操作码一次列全（`CMP_xx` 冻下面六种）：
@@ -92,37 +106,122 @@ JMP  offset
 JT/JF r, offset
 LOAD_I / STORE_Q / LOAD_M / STORE_M
 LOAD_GLOBAL / STORE_GLOBAL
-CAL_TON / CAL_TOF / CAL_CTU
+CAL_TON / CAL_TOF / CAL_TP / CAL_CTU / CAL_CTD / CAL_CTUD / CAL_R_TRIG / CAL_F_TRIG
 CALL fn_id
 RET
 ```
 
+> 12.11 修订：内置功能块扩为 8 个（TON/TOF/TP/CTU/CTD/CTUD/R_TRIG/F_TRIG），
+> `CAL_*` 操作码**连续占 24..31**（原 CALL=27、RET=28 后移为 32、33）。
+> 操作码数值即编码，本表为准。
+
 局部 / `VAR` = 固定寄存器；表达式临时值往后编号；`nregs` 写进函数头。  
 `I`/`Q`/`M` 走映像指令，不是通用寄存器。  
 FB 实例固定布局，字段偏移编译期算死。
 
+### 反汇编格式（disasm）
+
+`disasm` 输出一条指令的一行文本，格式冻结：
+
+| 形态 | 格式 | 示例 |
+|---|---|---|
+| 二寄存器 | `MOVE rd, rs` / `NOT rd, rs` | `MOVE r1, r2` |
+| 三寄存器 | `OP rd, ra, rb`（逻辑 / 算术 / 比较） | `ADD r1, r2, r3` |
+| 常量 | `LOADK rd, imm` | `LOADK r0, 3` |
+| 无条件跳转 | `JMP off` | `JMP +4` |
+| 条件跳转 | `JT rd, off` / `JF rd, off` | `JT r0, -1` |
+| I/Q/M/全局 | `LOAD_I rd, slot` 等；STORE 同形 `STORE_Q rs, slot` | `LOAD_I r0, 2` |
+| FB 内置 | `CAL_TON instance` 等 | `CAL_TON 0` |
+| 调用 | `CALL fn_id` | `CALL 1` |
+| 返回 | `RET` | `RET` |
+| 未知操作码 | `??? 0x<hex>` | — |
+
+跳转偏移带符号、恒显正负号（`%+d`）；寄存器一律 `r<n>`；常量/槽号/`fn_id` 无符号十进制。
+
 ---
 
 ## 映像
 
-魔数 `STSC`，版本 `1`。
+魔数 `STSC`，版本 `1`。全部整数小端。文件 = 头 + 五个段 + **文件尾校验**，段序：常量表 → 函数表 → 字节码 → FB 布局 → 数据。偏移记在头里，段必须连续、偏移单调不减，末段终点不超过文件长度（文件尾在数据段之后）。
 
-头：
+> 12.13 修订：头新增 **型号标识[32]**（原头 72 字节 → 104 字节，段偏移基准同步后移）；
+> 文件尾新增 **SHA-256[32]**（对文件尾之前全部内容计算，compiler 写侧 / vm 读侧各自实现）。
+> 执行器读取时：型号标识与自身支持型号不匹配 → 报错；SHA-256 不匹配 → 报错（损坏/篡改）。
 
-- `cycle_limit`、`dt_ms`
-- 工程哈希
-- 全局槽数、I/Q/M 槽数
-- 常量表 / 函数表 / 字节码 / FB 布局的偏移
-- 入口 `MAIN` 的 `fn_id`
+### 头（104 字节）
 
-函数表一行：`fn_id`、`nregs`、字节码偏移与长度。
+| 偏移 | 宽 | 字段 |
+|---|---|---|
+| 0 | 4 | 魔数 `STSC` |
+| 4 | 4 | 版本 `1` |
+| 8 | 4 | `cycle_limit` |
+| 12 | 4 | `dt_ms` |
+| 16 | 8 | 工程哈希（FNV-1a 64） |
+| 24 | 4 | 入口 `entry_fn_id` |
+| 28 | 4 | 全局槽数 `n_globals` |
+| 32 | 4 | I 槽数 `n_i` |
+| 36 | 4 | Q 槽数 `n_q` |
+| 40 | 4 | M 槽数 `n_m` |
+| 44 | 4 | 常量数 `n_consts` |
+| 48 | 4 | 函数数 `n_funcs` |
+| 52 | 4 | `offset_const` |
+| 56 | 4 | `offset_funcs` |
+| 60 | 4 | `offset_code` |
+| 64 | 4 | `offset_fb` |
+| 68 | 4 | `offset_data` |
+| 72 | 32 | **型号标识**（定长 ASCII，含版本，如 `"STATOR" + "1"` 拼 32 字节补 `'\0'`） |
 
-工程哈希：收录源文件路径排序后对内容做 **FNV-1a 64**，只保证回放槽位一致，不是密码学哈希。
+### 文件尾（SHA-256）
+
+数据段之后追加 **32 字节 SHA-256**：对文件尾之前全部内容计算。执行器必须校验通过才运行；compiler 写入。
+
+### 常量表一行（12 字节）
+
+`[tag:u32][value:u64]`；`tag`：0=BOOL、1=INT、2=TIME。`value` 按 tag 解释，未用高位为 0。
+
+### 函数表一行（12 字节）
+
+`[nregs:u32][code_offset:u32][code_len:u32]`；行下标即 `fn_id`，`code_offset` 相对字节码段起点，`code_len` 为指令条数。
+
+### 字节码段
+
+指令按 `u32` 连续排；`CALL` 的 `fn_id` 是函数表行下标。
+
+### FB 布局段
+
+第一版为空；每类型一行 `[field_count:u32][field_count × (tag:u32, offset:u32)]`，offset 相对实例基址，12.8 落地 codegen 时冻精确表。
+
+### 数据段
+
+槽初值按序排：全局（`n_globals`，v1 不拆 I/Q/M）→ FB 实例块（每字段一槽）。**每槽 8 字节定宽**（12.9 方案 a）：`BOOL` 用低 1 字节、`INT` 用低 2 字节（小端）、`TIME` 全 8 字节。指令 `slot` 操作数即**槽号**，数据偏移 = 槽号 × 8；符号表 `address` 与指令 slot 一致，无映射。
+
+工程哈希：收录源文件路径排序后对内容做 **FNV-1a 64**，只保证回放槽位一致，不是密码学哈希。FNV-1a 64：basis `0xcbf29ce484222325`，prime `0x100000001b3`。
 
 `[[io.input]]` / `[[io.output]]` 不进映像。
 
 ---
 
+## 映像文件（`.stb`）与 sidecar
+
+编译产物是单文件 `<name>.stb`：映像头 + 各段按本文布局连续排，魔数 `STSC`、版本 `1`、小端。`STCompiler` 写，`BytecodeExecutor` 读。
+
+- `dt_ms` / `cycle_limit` 在映像头，执行器只认映像，不重复配置。
+- I/O 绑定不进映像：`STCompiler` 另写 sidecar `<name>.runtime.toml`，`BytecodeExecutor` 读 sidecar 做采样与写回，不创造变量。
+
+sidecar 格式（TOML 子集，冻结）：
+
+```toml
+[[io.input]]        # 或 [[io.output]]
+var = "I0_0"        # 已在 GVL 声明的名字
+slot = 1            # 全局槽号（编译期已解析）
+channel = 0
+bit = 0
+```
+
+每行一个绑定；`var` 顺序不要求与映像槽序一致（`slot` 为准）。
+
+---
+
 ## 目录与 CMake
 
 ```text
@@ -130,31 +229,31 @@ isa/
   CMakeLists.txt
   README.md                 # 代码目录入口，指向本文
   include/isa/
-    Types.hpp               # 宽度、饱和、槽值表示
-    Op.hpp                  # 操作码枚举 + 助记符
-    Instr.hpp               # 32-bit 打包/拆字段（inline）
-    Image.hpp               # 头、段、函数表/常量表/FB 布局
-    Encode.hpp              # 编解码、哈希、反汇编一行
+    Types.h                 # 宽度、饱和、槽值表示
+    Op.h                    # 操作码枚举 + 助记符
+    Instr.h                 # 32-bit 打包/拆字段（inline）
+    Image.h                 # 头、段、函数表/常量表/FB 布局
+    Encode.h                # 编解码、哈希、反汇编一行
   src/
     Encode.cpp
     Image.cpp
 ```
 
 ```cmake
-add_library(isa STATIC src/Encode.cpp src/Image.cpp)
+add_library(isa STATIC src/Encode.cpp)
 target_include_directories(isa PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include)
 ```
 
-`compiler` / `vm`：`target_link_libraries(... PUBLIC isa)`。
+`vm`：`target_link_libraries(vm PUBLIC isa)`；`compiler` 不链 `isa`。
 
 ---
 
 ## 实现顺序（对齐初步计划 12.0～12.1）
 
-1. `Types.hpp`：三类型 + `sat_add` 等饱和函数（inline 即可）
-2. `Op.hpp` + `Instr.hpp`：枚举与 32-bit 编解码
+1. `Types.h`：三类型 + `sat_add` 等饱和函数（inline 即可）
+2. `Op.h` + `Instr.h`：枚举与 32-bit 编解码
 3. `Encode.cpp`：`encode` / `decode` / `disasm` 一条指令
-4. `Image.hpp` + `Image.cpp`：头布局、FNV-1a、读写缓冲（先能写空映像 + 一条 `RET`）
+4. `Image.h` + `Image.cpp`：头布局、FNV-1a、读写缓冲（先能写空映像 + 一条 `RET`）
 5. 测试随后在 `tests/` 加编解码往返；本阶段以头文件和库能链为准
 
 不在本模块做：VM `switch`、toml、关键字、符号表。

Doc/isa/指令配置.md

@@ -0,0 +1,176 @@
+# 机器定义文件（machine.toml）
+
+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。
+
+## 架构（最终定案）
+
+```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）
+```
+
+| 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）
+  PLAIN/INSTANCE     RR/RRR/IMM/SLOT/       rd/rs/const_id/
+                     JMP/JC/CALL/CAL/NONE    slot/off/fn_id/instance
+```
+
+| 大类 | 操作对象 | 现有指令 |
+|---|---|---|
+| **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） |
+
+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。
+
+## 配置文件格式（TOML）
+
+**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
+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）
+```
+
+## 强校验清单（加载/读取时，任一不符 → 报错退出）
+
+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）
+
+## 加东西的流程
+
+```text
+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
+```
+
+## 执行计划（分支 dev_ops_config）
+
+```
+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
+```
+
+## 实现前确认项（4 项，未定案）
+
+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`）

Doc/vm/扫描周期.md

@@ -7,16 +7,116 @@ vm 模块：寄存器虚拟机。CMake 目标：`vm`（`STATIC`），只依赖 [
 ## 扫描周期
 
 ```text
-1. 按 toml 的 io 绑定，采样 → I / 输入全局
+1. 按 sidecar 的 io 绑定，采样 → I / 输入全局
 2. 从 PROGRAM MAIN 的 pc=0 执行到 RET
 3. 写回 Q / 输出全局
-4. 用本周期 Δt 推进 TON / TOF / CTU（不用 wall clock）
+4. 用本周期 Δt 推进内置 FB（不用 wall clock）
 ```
 
 ## 边界
 
-- 只认 `isa` 映像；类型与溢出按 [`指令与映像.md`](../isa/指令与映像.md)（`INT` 饱和）
+- 只认 `.stb` 映像（`vm` 自带读实现）；读取时**型号标识匹配 + SHA-256 校验**，不符/篡改 → 拒绝
+- 类型与溢出按 [`指令与映像.md`](../isa/指令与映像.md)（`INT` 饱和）；指令定义归 `isa`
 - 局部 / `VAR` = 固定寄存器；`nregs` 在函数头
 - `CALL` 目标是立即数 `fn_id`，有界调用栈
 - 无 GC、无堆、无线程；每周期受 `cycle_limit` 限制
-- I/O 从哪来、Δt 谁给、回放怎么喂，属于 `host`
+- I/O 从哪来、Δt 谁给、回放怎么喂，属于 `BytecodeExecutor`（读 `.stb` + sidecar）
+
+---
+
+## 可观察性接口（v1 预留）
+
+TUI 是执行器（`BytecodeExecutor`）的界面，用途是方便观察 VM 运行状态。**v1 不做 TUI**，只预留接口，避免后续改 VM 的观察面。原则：
+
+- **数据与展示分离**：`vm` 只提供只读观察 API（数据）；TUI 渲染与文本输出属于 `executor`（展示）。vm 不画任何界面。
+- **只读轮询**：TUI 通过快照轮询，绝不写 VM 状态；"继续 / 单步"是 executor 侧命令，不改变确定性。
+- **快照 POD 化**：快照保持简单数据（将来跨进程 TUI 可序列化）。
+
+建议的 API 形态（12.9 实现时冻结签名，本节只定方向）：
+
+```cpp
+struct Snapshot {
+    uint32_t pc;           // 当前指令下标（相对函数字节码段）
+    uint32_t fn_id;        // 当前函数
+    uint32_t cycle_count;  // 本周期已执行指令数
+    uint32_t call_depth;   // 调用栈深度
+    // 寄存器 / I / Q / M / 全局 / FB 字段 的只读视图
+};
+
+bool step();               // 精确执行一条指令，停在指令边界
+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`（已落地 `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<uint8_t>& 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`（指令定义）+ 自带 `vm::Image`（.stb 读）
+
+### 步骤 2：`Machine.cpp` 译码 switch（已落地）
+
+- 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（已落地）
+
+- `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：定时器与边沿（已落地）
+
+- 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（已落地）
+
+- `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`（已落地）
+
+- 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（已落地，ctest 14/14）
+
+- `cmake --build` + `ctest`（新增 `vm_cycles` 后 10/10 全绿）；20 用例扫描：14 正例执行通过

Doc/vm/指令执行.md

@@ -0,0 +1,167 @@
+# 指令执行流程（12.9）
+
+`vm` 模块的指令执行语义：取指、译码、执行、故障。规范以 [`指令与映像.md`](../isa/指令与映像.md) 为准，本文描述**执行器怎么跑一条指令**。执行模型见 [`初步计划.md`](../初步计划.md) 第 2 节。
+
+## 执行模型
+
+```text
+加载（Machine::create）：解析 .stb（vm 自读实现）→ 型号匹配（内建 STATOR1）→ SHA-256 校验
+  任一不符 → 直接拒绝（不创建机器）
+
+每个扫描周期（run_cycle）：
+  1. pc = 0，从入口函数（MAIN）开始逐条执行
+  2. 执行到 MAIN 的 RET → 周期结束
+  3. （I 采样 / Q 写回由 executor 按 sidecar 做，VM 只管数据区）
+  4. 定时器在 CAL_* 指令执行时用映像 dt_ms 推进
+```
+
+- **pc**：当前指令在函数字节码段内的下标（指令条数单位，从 0 起）
+- **取指**：函数表 `func_row(fn_id)` → `code_offset`（字节）→ `code_bytes[code_offset/4 + pc]` 读 u32（小端）
+- **译码**：拆 `op / rd / a / b` 四字段，`a|b` 按操作码解释为寄存器对、槽号（u16）、或跳转偏移（int16）
+
+## 帧与调用栈
+
+```cpp
+struct Frame {
+    uint32_t fn_id;              // 当前函数
+    std::vector<int64_t> regs;   // 寄存器文件，大小 = 函数头 nregs
+    uint32_t ret_pc;             // CALL 后应恢复的 pc（仅非 MAIN 帧有意义）
+    uint32_t ret_fn_id;          // 返回目标函数（调用方）
+};
+```
+
+- 调用栈 `std::vector<Frame>`，**深度上限 64**；超限 → `StackOverflow` 故障
+- **MAIN 帧跨周期保留**（PROGRAM 变量状态持久）；周期结束只清调用栈（保留栈底 MAIN 帧）
+- 帧寄存器初值 0
+
+### CALL / RET（调用约定，冻结于 12.8）
+
+```text
+CALL fn_id:
+  1. 新帧：regs 大小 = callee 的 nregs，全部 0
+  2. 复制当前帧 r0..r7 → 新帧 r0..r7（实参已在调用点 MOVE 进 r1..r7）
+  3. 新帧 ret_pc = 当前 pc + 1（CALL 的下一条）、ret_fn_id = 当前函数
+  4. 压栈，pc = 0，fn_id = callee
+
+RET:
+  1. 若当前是 MAIN（栈深 0）→ 周期结束
+  2. 否则：复制当前帧 r0..r7 → 调用方帧 r0..r7（r0 = 结果，r1..r7 原样返回）
+  3. 弹栈，pc = ret_pc，fn_id = ret_fn_id
+```
+
+## 值表示（寄存器 / 槽统一约定）
+
+| 类型 | 表示 | 说明 |
+|---|---|---|
+| BOOL | `0` / `1` | 逻辑指令产出、字面量 TRUE=1 |
+| INT | `int16_t` 符号扩展 | `sat_*` 返回 int16，赋给 int64 寄存器自动符号扩展 |
+| TIME | 全 64 位 | 毫秒 |
+
+推论：**全宽 int64 比较等价于各类型自身比较**（INT 符号扩展后 -5 < 3 正确）。类型语义由编译期类型检查保证，VM 不查类型。
+
+## 数据区访问（8 字节定宽槽，方案 a）
+
+```text
+槽号 slot（指令操作数）→ 数据偏移 = slot × 8
+LOAD_* rd, slot     →  rd = 读 data[slot*8 .. slot*8+8)（8 字节原样）
+STORE_* slot, rs    →  写 data[slot*8 .. slot*8+8) = rs（8 字节原样）
+```
+
+`LOAD_I` / `LOAD_M` / `LOAD_GLOBAL` / `STORE_Q` / `STORE_M` / `STORE_GLOBAL` 执行逻辑完全相同（v1 单一数据区，操作码只作语义标签）。
+
+## 指令执行表
+
+| 指令 | 流程 |
+|---|---|
+| `MOVE rd, rs` | `reg[rd] = reg[rs]` |
+| `LOADK rd, cid` | 查常量表 `const_entry(cid)`：BOOL → 0/1；INT → `(int16_t)value` 符号扩展；TIME → 全宽 |
+| `NOT rd, rs` | `reg[rd] = (reg[rs] == 0) ? 1 : 0` |
+| `AND/OR rd, ra, rb` | `reg[rd] = (reg[ra] != 0 && reg[rb] != 0) ? 1 : 0`（或 OR） |
+| `ADD/SUB/MUL/DIV rd, ra, rb` | `sat_add((int16)ra, (int16)rb)` 等，结果符号扩展入 rd |
+| `CMP_xx rd, ra, rb` | 全宽 int64 比较 → `1` / `0` |
+| `JMP off` | `pc += off`（见跳转语义） |
+| `JT rd, off` / `JF rd, off` | `reg[rd] != 0`（JT）/ `== 0`（JF）时 `pc += off`，否则正常 +1 |
+| `LOAD_* rd, slot` | 见数据区访问 |
+| `STORE_* slot, rs` | 见数据区访问 |
+| `CAL_TON/TOF/TP/CTU/CTD/CTUD/R_TRIG/F_TRIG slot` | 见定时器与边沿推进 |
+| `CALL fn_id` / `RET` | 见帧与调用栈 |
+
+### 跳转语义
+
+```text
+指令执行后 pc 先 +1（指向下一条），跳转指令再 pc += off
+⇒ 目标下标 = 当前 + 1 + off（与编译端 patch_jump 一致）
+```
+
+### 周期指令计数
+
+- 每条指令执行后 `cycle_count++`；超过映像头 `cycle_limit` → `CycleLimit` 故障（周期中止）
+- `JMP` / `JT` / `JF` / `CALL` 只算 1 条（cycle_limit 以"执行的指令数"计）
+
+## 定时器与边沿推进（CAL_TON / CAL_TOF / CAL_TP / CAL_CTU / CAL_CTD / CAL_CTUD / CAL_R_TRIG / CAL_F_TRIG）
+
+`CAL_* slot` 的 `slot` 是实例**基槽号**；字段偏移 = 字段序号 × 8（布局冻结：TON/TOF/TP = in/pt/q/et；CTU = cu/r/pv/q/cv；CTD = cd/ld/pv/q/cv；CTUD = cu/cd/r/lu/pv/qu/qd/cv；R_TRIG/F_TRIG = clk/q）。每次执行 = 推进一次，Δt = 映像头 `dt_ms`（不读系统时钟）。边沿检测的"上次输入"存 VM 侧 `edge_prev_`（每实例基槽 2 字节），跨周期保留：
+
+```text
+CAL_TON：
+  in 为真：et += dt（et ≥ pt 时停在 pt）；q = (et ≥ pt) ? 1 : 0
+  in 为假：et = 0；q = 0
+
+CAL_TOF：
+  in 为真：q = 1；et = 0
+  in 掉电：et += dt；et ≥ pt 时 q = 0
+
+CAL_TP（脉冲）：
+  in 上升沿启动 PT 时长脉冲（期间 in 变化不影响）
+  计时中：et += dt；et ≥ pt → q = 0、et 归零（脉冲结束）；否则 q = 1
+  非计时：et = 0；q = 0
+
+CAL_CTU：cu 上升沿 → cv += 1；r → cv = 0；q = (cv ≥ pv) ? 1 : 0
+CAL_CTD：cd 上升沿 → cv -= 1；ld → cv = pv；q = (cv ≤ 0) ? 1 : 0
+CAL_CTUD：cu 上升沿 → cv += 1；cd 上升沿 → cv -= 1；r → cv = 0；lu → cv = pv；
+          qu = (cv ≥ pv) ? 1 : 0；qd = (cv ≤ 0) ? 1 : 0
+CAL_R_TRIG：q = clk 且上次 clk 假（上升沿）
+CAL_F_TRIG：q = !clk 且上次 clk 真（下降沿）
+```
+
+## 故障
+
+| 故障 | 触发 | 周期行为 |
+|---|---|---|
+| `None` | — | 正常完成 |
+| `CycleLimit` | 周期指令数 > `cycle_limit`（用例 6） | 中止，返回故障 |
+| `StackOverflow` | 调用栈深度 > 64 | 中止 |
+| `BadOp` | op ≥ 29 | 中止 |
+| `BadSlot` | slot × 8 + 8 > 数据区长度 | 中止 |
+| `BadConst` | const_id ≥ n_consts | 中止 |
+
+## 示例：line1 MAIN 逐指令推演
+
+映像：`dt_ms=10`，`cycle_limit=100000`，数据区 56 字节（7 槽 × 8B，方案 a）。
+
+```text
+初始：MAIN 帧 regs[13] 全 0；槽 0..6 全 0（初值 0）
+假定 executor 已采样：槽 0 = EmergencyStop = 0、槽 1 = I0_0 = 1、槽 2 = I0_1 = 0
+
+pc 指令                    执行后
+── ─────────────────────   ──────────────────────────────
+0  LOAD_I r8, 1            r8 = data[8..16) 低字节 = 1（I0_0）
+1  STORE_GLOBAL r8, 4      槽 4（starter.start）= 1
+2  LOAD_GLOBAL r9, 2       r9 = 0（I0_1）
+3  STORE_GLOBAL r9, 5      槽 5（starter.stop）= 0
+4  LOAD_GLOBAL r8, 8       内联体：r8 = 槽 4 = 1（start）
+5  JF r8, +3               r8≠0 不跳；pc = 6
+6  LOAD_GLOBAL r10, 9      r10 = 槽 5 = 0（stop）
+7  NOT r9, r10             r9 = 1
+8  MOVE r8, r9             r8 = 1
+9  JF r8, +3               r8≠0 不跳；pc = 10
+10 LOAD_I r12, 0           r12 = 槽 0 = 0（EmergencyStop）
+11 NOT r11, r12            r11 = 1
+12 MOVE r8, r11            r8 = 1
+13 STORE_GLOBAL r8, 10     槽 6（starter.q）= 1
+14 LOAD_GLOBAL r8, 10      r8 = 槽 6 = 1
+15 STORE_Q r8, 3           槽 3（Q0_0）= 1
+16 RET                     周期结束；executor 读槽 3 → 硬件
+```
+
+结果：`Q0_0 = 1`（start=1、stop=0、急停=0 → 电机启动）——与 `EXPECTED.md` 真值表一致。

Doc/初步计划.md

@@ -45,7 +45,7 @@
   1. 按 toml 的 io 绑定，采样 → I / 输入全局
   2. 从 PROGRAM MAIN 的 pc=0 执行到 RET
   3. 写回 Q / 输出全局
-  4. 用本周期 Δt 推进 TON / TOF / CTU（不用 wall clock）
+  4. 用本周期 Δt 推进内置 FB（TON/TOF/TP/CTU/CTD/CTUD/R_TRIG/F_TRIG，不用 wall clock）
 ```
 
 运行时是 **一台 VM、一个入口、一份映像**。多文件只影响源码怎么切、怎么链接。
@@ -219,7 +219,7 @@ JMP  offset
 JT/JF r, offset
 LOAD_I / STORE_Q / LOAD_M / STORE_M
 LOAD_GLOBAL / STORE_GLOBAL
-CAL_TON / CAL_TOF / CAL_CTU
+CAL_TON / CAL_TOF / CAL_TP / CAL_CTU / CAL_CTD / CAL_CTUD / CAL_R_TRIG / CAL_F_TRIG
 CALL fn_id
 RET
 ```
@@ -271,13 +271,13 @@ RET
 
 ## 10. 目录
 
-仓库布局见根目录 `README.md`。实现时按四个 CMake 目标拆，样例不放仓库根：
+仓库布局见根目录 `README.md`。实现时按模块拆 CMake 目标（三个库 + 两个可执行），样例不放仓库根：
 
 ```text
 isa/                 # 指令编码、映像头、定宽类型（compiler 与 vm 的合同）
-compiler/            # lexer parser symbols checker codegen linker
-vm/                  # 扫描周期、寄存器、映像、FB
-host/                # 喂 I、收 Q、Δt、回放
+compiler/            # lexer parser symbols checker codegen linker；STCompiler 入口在 src/main.cpp
+vm/                  # 扫描周期、寄存器、映像、FB（库）
+executor/            # BytecodeExecutor：加载 .stb + sidecar，喂 I、收 Q、Δt、回放
 examples/line1/      # 第 11 节最小样例（给人看）
 tests/               # 冻规则用的正例 / 负例
 ```
@@ -327,13 +327,13 @@ END_PROGRAM
 
 原则：**先冻合同，再解析，再链接，最后写 VM**。`compiler` 与 `vm` 不互链，合同只进 `isa`。每一阶段先有可运行的测试，再进入下一阶段。一人约 4～8 周做到第 11 节 `line1`。
 
-第一版不做：图染色、SSA、WHILE 有界证明、异常表、闭包、优化、`REAL`、独立 `stc.exe`。
+第一版不做：图染色、SSA、WHILE 有界证明、异常表、闭包、优化、`REAL`。
 
 ---
 
 ### 12.0 骨架（约 1 天）
 
-CMake 四个目标能空编译：`isa`、`compiler`、`vm`、`host`。`host` 先打印版本即可。
+CMake 三个库能空编译：`isa`、`compiler`、`vm`；两个可执行 `STCompiler`、`BytecodeExecutor` 先打印版本即可。
 
 - 落下 `examples/line1/`：第 3 节 toml + 第 11 节三个 `.st`。
 - `tests/` 接上 CTest，先放一个必过的空测试。
@@ -354,7 +354,7 @@ CMake 四个目标能空编译：`isa`、`compiler`、`vm`、`host`。`host` 先
 | `project.name` | 工程名 | 必填 |
 | `project.entry` | 入口 | 第一版必须是 `program MAIN` |
 | `project.cycle_limit` | 每周期指令上限 | 如 `100000`；超时是故障 |
-| `project.dt_ms` | 本周期 Δt | 给 TON / TOF / CTU，不是 wall clock |
+| `project.dt_ms` | 本周期 Δt | 给内置 FB 定时器，不是 wall clock |
 | `files.st` | 源文件列表 | 编译前全部已知 |
 | `gvl.file` | 唯一允许 `VAR_GLOBAL` 的文件 | 已在 `files.st` 则不重复收录 |
 | `[[io.input]]` / `[[io.output]]` | `var` + `channel` + `bit` | 可选；`var` 必须已在 GVL |
@@ -367,9 +367,10 @@ CMake 四个目标能空编译：`isa`、`compiler`、`vm`、`host`。`host` 先
 `VAR` `VAR_INPUT` `VAR_OUTPUT` `VAR_GLOBAL` `VAR_EXTERNAL` `END_VAR`  
 `BOOL` `INT` `TIME`  
 `IF` `ELSIF` `ELSE` `END_IF` `WHILE` `END_WHILE`  
+`THEN` `DO`  （12.5 修订补入：`IF…THEN` / `WHILE…DO` 语法需要）  
 `AND` `OR` `NOT`  
 `TRUE` `FALSE`  
-`TON` `TOF` `CTU`
+`TON` `TOF` `TP` `CTU` `CTD` `CTUD` `R_TRIG` `F_TRIG`  （12.11 修订：内置 FB 扩为 8 个）
 
 其余一律当标识符或直接拒绝（`VAR_IN_OUT`、`REF`、`CLASS` 等出明确错误）。
 
@@ -448,7 +449,7 @@ CMake 四个目标能空编译：`isa`、`compiler`、`vm`、`host`。`host` 先
 
 1. POU 外壳：`PROGRAM` / `FUNCTION` / `FUNCTION_BLOCK` 与对应 `END_*`
 2. 变量段：`VAR` / `VAR_INPUT` / `VAR_OUTPUT` / `VAR_GLOBAL` / `VAR_EXTERNAL`
-3. 类型名只接受 `BOOL` `INT` `TIME`；内置 FB 名 `TON` `TOF` `CTU`
+3. 类型名只接受 `BOOL` `INT` `TIME`；内置 FB 名 `TON` `TOF` `TP` `CTU` `CTD` `CTUD` `R_TRIG` `F_TRIG`  （12.11 修订：内置 FB 扩为 8 个）
 4. 语句：赋值、`IF`、`WHILE`、FB 调用 `fb(in := …)`、字段 `fb.Q`
 5. 表达式：`NOT`、`AND`/`OR`（AST 里保留短路语义）、比较、加减乘除
 
@@ -511,7 +512,7 @@ CMake 四个目标能空编译：`isa`、`compiler`、`vm`、`host`。`host` 先
 此时才写执行循环。只认 `isa` 映像。
 
 ```text
-采样 I → pc=0 执行到 RET → 写回 Q → 用本周期 Δt 推进 TON/TOF/CTU
+采样 I → pc=0 执行到 RET → 写回 Q → 用本周期 Δt 推进内置 FB
 ```
 
 - 译码 + 大 `switch`；寄存器文件按函数头 `nregs` 分配。
@@ -524,16 +525,26 @@ CMake 四个目标能空编译：`isa`、`compiler`、`vm`、`host`。`host` 先
 
 ---
 
-### 12.10 host（约 2～3 天）
+### 12.10 双可执行：STCompiler 与 BytecodeExecutor（约 2～3 天）
 
-一条命令：读 toml → `compiler` → `vm` 跑 N 个周期。不拆第二个可执行文件。
+编译与执行拆成两个可执行，映像 `.stb` 是中间产物：
 
-- 按 `[[io.*]]` 从宿主缓冲采样 / 写回，不创造变量。
-- 把 `dt_ms` 每周期传给 VM。
-- 最小可观测：打印本周期 I/Q，或把寄存器/映像 dump 出来。
+```text
+STCompiler <project.toml> -o <name>.stb --machine <machine.toml>
+BytecodeExecutor <name>.stb [--cycles N]
+```
+
+- `STCompiler` 链 `compiler`（**不链 `isa`**，编码查 `machine.toml`）；`BytecodeExecutor` 链 `vm` + `isa`，**不链 `compiler`**。
+- 产物两个文件：`<name>.stb`（头 104 含型号标识 + 段 + SHA-256 文件尾）+ `<name>.runtime.toml`（sidecar：I/O 绑定 var → 槽号 → channel/bit）。`[[io.*]]` 不进映像，sidecar 由 STCompiler 生成，不创造变量。
+- `dt_ms` / `cycle_limit` 从映像头取，sidecar 不重复配置。
+- 执行器读取时**型号匹配 + SHA-256 校验**，不匹配/篡改 → 拒绝。
+- 最小可观测：BytecodeExecutor 打印本周期 I/Q，或把寄存器/映像 dump 出来。
 - 回放：读预先录制的 I 序列（文本即可），不接真实硬件。
 
-完成：`host examples/line1/project.toml` 能编译并跑若干周期。
+完成：`STCompiler examples/line1/project.toml -o line1.stb --machine compiler/machine.toml` 产出两个文件；`BytecodeExecutor line1.stb` 能跑若干周期。
+
+> 12.13 修订：指令 opcode / 类型 / FB 布局的登记移入 `compiler/machine.toml`（见 [`指令配置.md`](isa/指令配置.md)），
+> `STCompiler` 编译路径必填 `--machine`。
 
 ---
 
@@ -543,6 +554,7 @@ CMake 四个目标能空编译：`isa`、`compiler`、`vm`、`host`。`host` 先
 - `line1` 固定输入表：急停、start/stop 组合 → 期望 `Q0_0`。
 - 回放：同一 I 序列跑两遍，槽位与哈希一致。
 - 单步：能停在指令边界，看到寄存器和 I/Q/M（可先做打印，不必做 UI）。
+- TUI 界面**最后做**，v1 只预留接口：执行器（`BytecodeExecutor`）的观察界面，数据走 vm 观察 API（见 `Doc/vm/扫描周期.md`），展示与输出层分离（见 `Doc/executor/执行器入口.md`）。
 
 完成标准（第一版可交付）：**`MAIN` + 一个 Motor FB + I/O + 全局**，扫描周期可重复。
 
@@ -556,7 +568,7 @@ CMake 四个目标能空编译：`isa`、`compiler`、`vm`、`host`。`host` 先
 | 2 | 12.5：AST，能 parse `line1`，拒绝多余特性 |
 | 3 | 12.6～12.7：链接、定址、类型、io 校验 |
 | 4 | 12.8 前半 + 12.9 前半：赋值/短路/IF 出映像，VM 能跑 |
-| 5 | 12.8 后半 + 12.10：CALL、FB、host 跑起来 |
+| 5 | 12.8 后半 + 12.10：CALL、FB、两个可执行跑起来 |
 | 6 | 定时器/计数器、io、Δt、`line1` 语义 |
 | 7～8 | 20 用例、回放、单步、补漏 |
 
@@ -567,8 +579,8 @@ CMake 四个目标能空编译：`isa`、`compiler`、`vm`、`host`。`host` 先
 ### 12.13 依赖方向（全程遵守）
 
 ```text
-host → compiler → isa
-host → vm       → isa
+STCompiler      → compiler        （编码查 machine.toml；自带 .stb 写）
+BytecodeExecutor → vm → isa        （isa 只管指令；vm 自带 .stb 读）
 ```
 
 - 指令或映像布局有变：先改 `isa` 和编解码测试，再改两端。

Doc/索引.md

@@ -7,17 +7,35 @@ doc/
   索引.md
   初步计划.md
   isa/指令与映像.md
+  isa/stb文件格式.md
+  isa/指令配置.md
   compiler/编译管线.md
+  compiler/STCompiler使用说明.md
+  compiler/词法.md
+  compiler/语法.md
+  compiler/符号表与链接.md
+  compiler/类型检查.md
+  compiler/寄存器码.md
   vm/扫描周期.md
-  host/宿主入口.md
+  vm/指令执行.md
+  executor/执行器入口.md
 ```
 
 | 路径 | 内容 |
 |---|---|
 | [`初步计划.md`](初步计划.md) | 全工程定案：子集 ST、toml、执行模型、第 12 节阶段 |
 | [`isa/指令与映像.md`](isa/指令与映像.md) | 指令、映像、定宽类型、饱和；**规范以此为准** |
+| [`isa/stb文件格式.md`](isa/stb文件格式.md) | `.stb` 结构说明（用 line1 真实字节拆解） |
+| [`isa/指令配置.md`](isa/指令配置.md) | ops.txt：指令登记唯一事实来源、OpTable、屏蔽机制 |
 | [`compiler/编译管线.md`](compiler/编译管线.md) | 编译器边界与管线 |
+| [`compiler/STCompiler使用说明.md`](compiler/STCompiler使用说明.md) | 构建、用法、工程文件、ST 子集、错误类别 |
+| [`compiler/词法.md`](compiler/词法.md) | 12.4 词法：关键字表、token、大小写、TIME 字面量 |
+| [`compiler/语法.md`](compiler/语法.md) | 12.5 语法：AST 结构、文法、拒绝清单 |
+| [`compiler/符号表与链接.md`](compiler/符号表与链接.md) | 12.6 符号表与链接：数据区定址、FB 布局、错误类别 |
+| [`compiler/类型检查.md`](compiler/类型检查.md) | 12.7 类型检查：表达式类型、语句规则、错误类别 |
+| [`compiler/寄存器码.md`](compiler/寄存器码.md) | 12.8 寄存器码：布局、指令模式、内联 FB、8 片计划 |
 | [`vm/扫描周期.md`](vm/扫描周期.md) | 扫描周期与 VM 边界 |
-| [`host/宿主入口.md`](host/宿主入口.md) | 可执行入口：编译 + 跑周期 |
+| [`vm/指令执行.md`](vm/指令执行.md) | 12.9 指令执行流程：帧/调用栈、指令表、定时器、故障 |
+| [`executor/执行器入口.md`](executor/执行器入口.md) | 可执行入口：加载 `.stb` + sidecar，跑扫描周期 |
 
 代码目录里的 README 只作入口；类型、指令、映像以 `isa/指令与映像.md` 为准。

README.md

@@ -5,26 +5,26 @@
 方案见 [`Doc/初步计划.md`](Doc/初步计划.md)，模块文档见 [`Doc/索引.md`](Doc/索引.md)。
 
 ```text
-多个 .st
-    ↑ project.toml 列出
+多个 .st + machine.toml（指令/类型/FB 布局）
+    ↑ project.toml 列出源文件；machine.toml 唯一事实来源
     ↓
-compiler（词法 / 语法 → 符号表 → 类型检查 → 寄存器码 → 链接）
+STCompiler（compiler 库：词法 / 语法 → 符号表 → 类型检查 → 寄存器码 → 链接；编码查 machine.toml）
     ↓
-单一映像（函数字节码 + 全局 / FB 数据槽 + 工程哈希）
+<name>.stb 映像（头 104 含型号标识 + 段 + SHA-256 文件尾）+ <name>.runtime.toml sidecar
     ↓
-vm 按扫描周期执行；host 喂 I、收 Q、给 Δt、回放
+BytecodeExecutor（vm 库按扫描周期执行；型号/SHA 校验；喂 I、收 Q、给 Δt、回放）
 ```
 
 ## 目录
 
 ```text
 .
-├── CMakeLists.txt          # 顶层工程：加入四个目标，并启用测试
+├── CMakeLists.txt          # 顶层工程：加入各目标，并启用测试
 ├── cmake/                  # CMake 辅助（警告、C++ 标准等），不是业务模块
 ├── isa/                    # 共享契约：指令、映像、定宽类型
-├── compiler/               # ST / toml 编译器
-├── vm/                     # 寄存器虚拟机
-├── host/                   # 可执行入口：编译并跑扫描周期
+├── compiler/               # ST / toml 编译器（库）+ STCompiler 可执行入口
+├── vm/                     # 寄存器虚拟机（库）
+├── executor/               # BytecodeExecutor：加载 .stb + sidecar 并执行
 ├── examples/               # 样例工程（给人看、跑通最小闭环）
 │   └── line1/              # MAIN + Motor FB + I/O
 │       ├── project.toml
@@ -40,32 +40,33 @@ vm 按扫描周期执行；host 喂 I、收 Q、给 Δt、回放
 
 ## 模块与 CMake 目标
 
-四个链接目标，与目录一一对应。`compiler` 与 `vm` 不互相链接，合同放在 `isa`。
+三个静态库与两个可执行，与目录一一对应。`compiler` 与 `vm` 不互相链接。指令/类型/FB 布局的**唯一事实来源是 `compiler/machine.toml`**（编译器运行时加载）；`isa` 归执行器侧（`vm` 依赖），只管指令定义。依赖方向：`STCompiler → compiler`、`BytecodeExecutor → vm → isa`。
 
 | 目录 | 目标 | 类型 | 依赖 | 职责 |
 |---|---|---|---|---|
-| `isa/` | `isa` | `STATIC` 或 `INTERFACE` | 无 | 约 20 条指令编码、映像头、工程哈希、`BOOL` / `INT` / `TIME` 宽度 |
-| `compiler/` | `compiler` | `STATIC` | `isa` | 读 toml、收齐 `.st`、解析、链接、定址、类型检查、编寄存器码、写映像 |
-| `vm/` | `vm` | `STATIC` | `isa` | 一台 VM、一个入口、一份映像；扫描周期、寄存器、FB、有界 `CALL` / `RET` |
-| `host/` | `host` | `EXECUTABLE` | `compiler`、`vm` | 读工程、编译、按 toml 的 io 采样 I、执行 `PROGRAM MAIN`、写回 Q、用 Δt 推进定时器 / 计数器、回放 |
+| `isa/` | `isa` | `STATIC` | 无 | 指令定义（Op/Instr/Encode/Types/饱和/disasm），**归执行器侧** |
+| `compiler/` | `compiler` | `STATIC` | toml++（私有） | 读 toml、收齐 `.st`、解析、链接、定址、类型检查、编寄存器码、写 `.stb`（指令 opcode/类型/FB 布局全部来自 `machine.toml`） |
+| `vm/` | `vm` | `STATIC` | `isa` | 一台 VM、一个入口、一份映像；扫描周期、寄存器、FB、有界 `CALL` / `RET`；自带 `.stb` 读实现 + 型号/SHA-256 校验 |
+| `compiler/` | `STCompiler` | `EXECUTABLE` | `compiler` | `STCompiler <project.toml> -o <name>.stb --machine <machine.toml>`：编译并写映像 + sidecar；`--disasm` 可反汇编 |
+| `executor/` | `BytecodeExecutor` | `EXECUTABLE` | `vm`、`isa` | `BytecodeExecutor <name>.stb`：加载映像 + sidecar，采样 I、执行 `PROGRAM MAIN`、写回 Q、用 Δt 推进定时器 / 计数器、回放 |
 
 词法、语法、符号表、检查、codegen、链接都留在 `compiler` 一个库里，不再拆 CMake 子库。
 
 ### `isa`
 
-编译器写映像、虚拟机读映像，两边共用同一套编码。放这里避免循环依赖。
+归执行器侧（`vm` 依赖），**只管指令定义**：Op 枚举 / Instr 打包 / Encode（编解码·disasm）/ Types（饱和）。执行器执行 switch 在 `vm`。
 
 ### `compiler`
 
-toml **不声明变量**，只列出源文件、指定唯一 GVL、可选地把已有全局接到硬件。`VAR_GLOBAL` 第一版只允许出现在 `gvl.file`（如 `globals.st`）。
+toml **不声明变量**，只列出源文件、指定唯一 GVL、可选地把已有全局接到硬件。`VAR_GLOBAL` 第一版只允许出现在 `gvl.file`（如 `globals.st`）。指令 opcode / 类型元数据 / FB 布局**全部来自 `compiler/machine.toml`**（`STCompiler --machine` 加载，强校验后编译）。
 
 ### `vm`
 
-每个扫描周期：采样 I → 从 `PROGRAM MAIN` 的 `pc=0` 执行到 `RET` → 写回 Q → 用本周期 Δt 推进 `TON` / `TOF` / `CTU`。无 GC、无堆、无线程；变量编译期分配。
+每个扫描周期：采样 I → 从 `PROGRAM MAIN` 的 `pc=0` 执行到 `RET` → 写回 Q → 用本周期 Δt 推进内置 FB。无 GC、无堆、无线程；变量编译期分配。读取 `.stb` 时**校验型号标识与 SHA-256**（不匹配/篡改 → 拒绝）。
 
-### `host`
+### `executor`（BytecodeExecutor）
 
-第一版做成一条命令：编译 + 跑周期。不必再拆独立的编译器可执行文件。
+`STCompiler` 编译出 `<name>.stb`（含型号标识 + SHA-256）+ `<name>.runtime.toml`（sidecar：I/O 绑定）；`BytecodeExecutor` 加载后按扫描周期跑。`dt_ms` / `cycle_limit` 从映像头取。
 
 ### `examples/` 与 `tests/`
 
@@ -74,4 +75,4 @@ toml **不声明变量**，只列出源文件、指定唯一 GVL、可选地把
 | `examples/line1/` | 计划中的最小样例：全局、`MotorStarter` FB、`PROGRAM MAIN` |
 | `tests/` | 冻关键字、指令、符号表、链接错误（重复 `VAR_GLOBAL`、`io.var` 未声明等） |
 
-`tests/` 通过 `add_test` 调用 `host` 或直接链接 `compiler` + `vm`。
+`tests/` 通过 `add_test` 调 `STCompiler` / `BytecodeExecutor`，或直接链接 `compiler` + `vm`。样例工程数据按「一份 toml + 若干 `.st`」分子目录存放，不做成 library。

cmake/README.md

@@ -4,6 +4,6 @@
 
 | 文件 | 内容 |
 |---|---|
-| `Standards.cmake` | C11、C++11；`STANDARD_REQUIRED`；关闭 GNU 扩展 |
+| `Standards.cmake` | C17、C++20；`STANDARD_REQUIRED`；关闭 GNU 扩展 |
 
 不要按词法、VM、host 再拆成业务 CMake module。改语言标准只改本目录，不要在各子目录再 `set(CMAKE_CXX_STANDARD …)`。

cmake/Standards.cmake

@@ -1,8 +1,8 @@
 # C / C++ 语言标准。在 project() 之后 include，对后续目标生效。
-set(CMAKE_C_STANDARD 11)
+set(CMAKE_C_STANDARD 17)
 set(CMAKE_C_STANDARD_REQUIRED ON)
 set(CMAKE_C_EXTENSIONS OFF)
 
-set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
+set(CMAKE_CXX_STANDARD 20)
 set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
 set(CMAKE_CXX_EXTENSIONS OFF)

compiler/CMakeLists.txt

@@ -0,0 +1,30 @@
+# CMake最低版本
+cmake_minimum_required(VERSION 3.21)
+
+# 工程名、版本号、工程描述
+project(Compiler
+        VERSION 0.1
+        DESCRIPTION "ST / toml 编译器")
+
+# 词法、语法、符号表、类型检查、codegen、链接都留在 compiler 一个库里
+# 指令 opcode / 类型 / FB 布局来自 machine.toml（MachineConfig），不依赖 isa
+add_library(compiler STATIC
+            ./src/Lexer.cpp
+            ./src/Project.cpp
+            ./src/Parser.cpp
+            ./src/Linker.cpp
+            ./src/Typecheck.cpp
+            ./src/Codegen.cpp
+            ./src/MachineConfig.cpp
+            ./src/Stb.cpp
+            ./src/Codec.cpp
+            ./src/TypeInfo.cpp)
+
+target_include_directories(compiler PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include)
+target_include_directories(compiler PRIVATE ${CMAKE_SOURCE_DIR}/third_party/tomlplusplus/include)
+
+# 可执行入口：STCompiler <project.toml> -o <name>.stb
+add_executable(STCompiler
+               ./src/main.cpp)
+
+target_link_libraries(STCompiler PRIVATE compiler)

compiler/README.md

@@ -1,5 +1,7 @@
 # compiler
 
-ST / toml 编译器。CMake 目标：`compiler`（`STATIC`），依赖 `isa`。
+ST / toml 编译器。CMake 目标：`compiler`（`STATIC`），**不依赖 `isa`**——指令 opcode / 类型元数据 / FB 布局来自 `compiler/machine.toml`（见 [`指令配置.md`](../doc/isa/指令配置.md)）；自带 `.stb` 写实现。可执行入口 `STCompiler`。
 
-边界与管线见 [`doc/compiler/编译管线.md`](../doc/compiler/编译管线.md)。语言规则见 [`doc/初步计划.md`](../doc/初步计划.md)。
+- **使用说明**（构建 / 用法 / 工程文件 / ST 子集 / 错误类别）：[`doc/compiler/STCompiler使用说明.md`](../doc/compiler/STCompiler使用说明.md)
+- 边界与管线：[`doc/compiler/编译管线.md`](../doc/compiler/编译管线.md)
+- 语言规则：[`doc/初步计划.md`](../doc/初步计划.md)

compiler/include/compiler/Codec.h

@@ -0,0 +1,59 @@
+/**
+ * @file Codec.h
+ * @brief 指令字编解码 + 配置驱动反汇编（编译器侧）
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details 编译器不依赖 isa：指令字布局（[op:8|rd:8|a:8|b:8] 小端）与
+ * 反汇编输出（按 machine.toml 的 format/参数名）全部由本模块 + MachineConfig 提供，
+ * 保证与执行器（isa）产生的字节一致。
+ */
+
+#pragma once
+
+#include <cstddef>
+#include <cstdint>
+
+#include "compiler/MachineConfig.h"
+
+namespace compiler {
+
+    /// 指令字：`[ op:8 | rd:8 | a:8 | b:8 ]`，小端 u32。
+    typedef uint32_t Instr;
+
+    /**
+     * @brief 打包：opcode + 三个 8 位字段拼成一条指令字。
+     * @param opcode 操作码（低 8 位）
+     * @param rd 目标寄存器 / 条件寄存器（第 8..15 位）
+     * @param a 源寄存器 / 立即数低 8 位 / 偏移低 8 位（第 16..23 位）
+     * @param b 源寄存器 / 立即数高 8 位 / 偏移高 8 位（第 24..31 位）
+     * @return 打包后的指令字（小端 u32）
+     * @details 布局与执行器 isa 一致，保证编译器产出的字节可被执行。
+     */
+    Instr pack(uint8_t opcode, uint8_t rd, uint8_t a, uint8_t b);
+
+    /// @brief 取操作码（低 8 位）。
+    uint8_t op_of(Instr w);
+    /// @brief 取 rd 字段（第 8..15 位）。
+    uint8_t rd_of(Instr w);
+    /// @brief 取 a 字段（第 16..23 位）。
+    uint8_t a_of(Instr w);
+    /// @brief 取 b 字段（第 24..31 位）。
+    uint8_t b_of(Instr w);
+    /// @brief a|b 拼 16 位无符号数（const_id / slot / fn_id）。
+    uint16_t imm16_of(Instr w);
+    /// @brief a|b 为有符号相对偏移（单位：指令条数，相对下一条指令）。
+    int16_t off16_of(Instr w);
+
+    /**
+     * @brief 配置驱动反汇编：按 machine.toml 的 format 输出一行文本。
+     * @param cfg 机器配置（opcode 名 / format / 参数名来源）
+     * @param w 指令字
+     * @param out 输出缓冲
+     * @param cap 缓冲容量（含 '\0'）；cap==0 时直接返回、不写 out
+     * @details 文本格式与 Doc/isa/指令与映像.md 一致（如 `MOVE r1, r2`、
+     *          `LOADK r0, 3`、`JMP +4`、`JT r0, -1`、`CALL 1`、`CAL_TON 0`、`RET`）；
+     *          未知操作码输出 `??? 0x<hex>`。
+     */
+    void disasm(const MachineConfig& cfg, Instr w, char* out, size_t cap);
+}

compiler/include/compiler/Codegen.h

@@ -0,0 +1,38 @@
+/**
+ * @file Codegen.h
+ * @brief 寄存器码生成（12.8，切片 1：MOVE / LOADK / RET）
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details 代码生成：输入 Project + Unit（AST）+ LinkResult，输出 .stb 映像字节。
+ * 寄存器分配：r0 结果、r1..r7 参数、r8+ 变量/临时；跳转偏移相对下一条。
+ */
+
+#pragma once
+
+#include <cstdint>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+#include "compiler/Linker.h"
+#include "compiler/MachineConfig.h"
+#include "compiler/Parser.h"
+#include "compiler/Project.h"
+
+namespace compiler {
+
+    /**
+     * @brief 编译工程为 .stb 映像字节（在链接 + 类型检查成功后调用）。
+     * @param proj 工程定义（cycle_limit / dt_ms / 哈希）
+     * @param units 全部源文件的 AST
+     * @param link 链接结果（POU 顺序 / 全局符号 / FB 布局）
+     * @param cfg 机器定义（machine.toml；指令 opcode / 类型 tag / FB 布局）
+     * @param image 输出映像字节
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 成功；false 失败（err 前缀 "codegen error"）
+     * @details 指令 opcode / 类型 tag / FB 布局全部来自 machine.toml（cfg）。
+     */
+    bool codegen_project(const Project& proj, const std::vector<SourceUnit>& units,
+                         const LinkResult& link, const MachineConfig& cfg,
+                         std::vector<uint8_t>* image, std::string* err);
+}

compiler/include/compiler/Lexer.h

@@ -0,0 +1,120 @@
+/**
+ * @file Lexer.h
+ * @brief ST 子集词法分析
+ * @details 本文件是词法层对外接口：定义 token 类型（Tok）、token 载体
+ *          （Token）与两个入口（lex / lex_file）。扫描器实现见 Lexer.cpp，
+ *          关键字与 token 集见 Doc/compiler/词法.md。
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ */
+
+#pragma once
+
+#include <cstdint>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+namespace compiler {
+
+    /**
+     * @brief token 类型枚举。
+     * @details 关键字与 token 集见 Doc/compiler/词法.md；关键字共 25 个，
+     *          与 12.1 冻结表一致（12.5 修订补入 THEN/DO）。顺序冻结后
+     *          不得插值改动，只能追加到末尾。
+     */
+    enum class Tok {
+        // 关键字（25 个，与 12.1 冻结表一致）
+        PROGRAM,            ///< PROGRAM 声明起始
+        FUNCTION,           ///< FUNCTION 声明起始
+        FUNCTION_BLOCK,     ///< FUNCTION_BLOCK 声明起始
+        END_PROGRAM,        ///< PROGRAM 结束
+        END_FUNCTION,       ///< FUNCTION 结束
+        END_FUNCTION_BLOCK, ///< FUNCTION_BLOCK 结束
+        VAR,                ///< 局部变量段（VAR）起始
+        VAR_INPUT,          ///< 输入变量段起始
+        VAR_OUTPUT,         ///< 输出变量段起始
+        VAR_GLOBAL,         ///< 全局变量段起始
+        VAR_EXTERNAL,       ///< 外部变量段起始
+        END_VAR,            ///< 变量段结束
+        BOOL,               ///< 布尔类型
+        INT,                ///< 整数类型
+        TIME,               ///< 时间类型
+        IF,                 ///< IF 关键字
+        ELSIF,              ///< ELSIF 关键字
+        ELSE,               ///< ELSE 关键字
+        END_IF,             ///< IF 结束
+        WHILE,              ///< WHILE 关键字
+        END_WHILE,          ///< WHILE 结束
+        THEN,               ///< IF/ELSIF 分支引导（12.5 修订补入关键字表）
+        DO,                 ///< WHILE 循环体引导（12.5 修订补入关键字表）
+        AND,                ///< 逻辑与
+        OR,                 ///< 逻辑或
+        NOT,                ///< 逻辑非（前缀）
+        TRUE,               ///< 布尔真字面量
+        FALSE,              ///< 布尔假字面量
+        TON,                ///< 内建 FB 类型名
+        TOF,                ///< 内建 FB 类型名
+        TP,                 ///< 内建 FB 类型名
+        CTU,                ///< 内建 FB 类型名
+        CTD,                ///< 内建 FB 类型名
+        CTUD,               ///< 内建 FB 类型名
+        R_TRIG,             ///< 内建 FB 类型名
+        F_TRIG,             ///< 内建 FB 类型名
+        // 字面量
+        IDENT,              ///< 标识符（text = 小写名）
+        INT_LIT,            ///< 整数字面量（int_value）
+        TIME_LIT,           ///< 时间字面量（int_value = 毫秒）
+        // 符号
+        ASSIGN,             ///< :=（赋值）
+        EQ,                 ///< =（等于）
+        NE,                 ///< <>（不等）
+        LT,                 ///< <（小于）
+        LE,                 ///< <=（小于等于）
+        GT,                 ///< >（大于）
+        GE,                 ///< >=（大于等于）
+        PLUS,               ///< +（加）
+        MINUS,              ///< -（减）
+        STAR,               ///< *（乘）
+        SLASH,              ///< /（除）
+        LPAREN,             ///< （（左括号）
+        RPAREN,             ///< ）（右括号）
+        COMMA,              ///< ,（逗号）
+        SEMI,               ///< ;（分号）
+        COLON,              ///< :（冒号）
+        DOT,                ///< .（点，FB 字段访问）
+        END,                ///< 文件结束哨兵
+    };
+
+    /**
+     * @brief 单个 token：类型 + 文本/字面量值 + 源位置。
+     * @details line/col 从 1 起，记录 token 起始字符的位置。
+     */
+    struct Token {
+        Tok type;                ///< token 类型
+        std::string text;        ///< 标识符/关键字的小写文本；字面量原文
+        int64_t int_value;       ///< INT_LIT / TIME_LIT（毫秒）的字面量值
+        std::string source_file; ///< 来源文件名
+        uint32_t line;           ///< 起始行（从 1 起）
+        uint32_t col;            ///< 起始列（从 1 起）
+    };
+
+    /**
+     * @brief 对源文本做词法分析，产出 token 流（含末尾 END）。
+     * @param source_file 源文件名（写入每个 token 的 source_file 并用于报错）
+     * @param content 源文本
+     * @param out 输出 token 流
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 成功；false 失败（err 前缀 "lex error"，带文件与行列）
+     */
+    bool lex(const std::string& source_file, const std::string& content,
+             std::vector<Token>* out, std::string* err);
+
+    /**
+     * @brief 读取文件后做词法分析。
+     * @param path 文件路径
+     * @param out 输出 token 流
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 成功；false 失败（文件不存在 / 读取失败也算 lex error）
+     */
+    bool lex_file(const std::string& path, std::vector<Token>* out, std::string* err);
+}

compiler/include/compiler/Linker.h

@@ -0,0 +1,129 @@
+/**
+ * @file Linker.h
+ * @brief 符号表与链接
+ * @details 本文件定义链接阶段的输入 / 输出数据结构与对外接口（实现见 Linker.cpp）：
+ *          - Symbol / FbField / FbLayout / SourceUnit / LinkResult：符号与布局数据结构
+ *          - link_project：链接主入口（校验 GVL、编全局槽号、解析 VAR_EXTERNAL、
+ *            FB 实例与字段、函数循环调用检测、io 校验），失败 err 前缀 "link error"
+ *          - load_unit：读取并解析一个 .st 文件成 SourceUnit
+ *          - dump_symbols：符号表文本输出（全局表 + 各 POU 局部表）
+ *          流程与规则详见 Doc/compiler/符号表与链接.md。
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ */
+
+#pragma once
+
+#include <cstdint>
+#include <map>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+#include "compiler/Parser.h"
+#include "compiler/Project.h"
+
+namespace compiler {
+
+    /**
+     * @brief 符号种类（与 Doc/初步计划.md 12.1 一致）。
+     * @details 各成员含义：
+     * - Global：全局变量（仅 gvl 顶层，编全局槽号）
+     * - External：VAR_EXTERNAL 引用（接全局同一槽，类型必须一致）
+     * - Local：POU 内部局部变量（12.8 分配槽）
+     * - Input / Output：POU 输入 / 输出参数
+     * - Pou：POU 登记（PROGRAM / FUNCTION / FUNCTION_BLOCK）
+     * - FbInstance：FB 实例（带布局，内建或用户类型）
+     * - Const：常量
+     */
+    enum class SymbolKind { Global, External, Local, Input, Output, Pou, FbInstance, Const };
+
+    /**
+     * @brief 一个符号（全局槽表项或 POU 局部符号）。
+     */
+    struct Symbol {
+        SymbolKind kind = SymbolKind::Local;  ///< 符号种类
+        std::string name;                     ///< 符号名（小写）
+        std::string type_name;                ///< 类型名：bool / int / time / fb 类型名（小写）
+        uint32_t address = 0;                 ///< 全局槽号（Global/External）；局部暂 0（12.8 分配）
+        std::string source_file;              ///< 声明所在源文件
+        uint32_t line = 0;                    ///< 声明行号
+        uint32_t col = 0;                     ///< 声明列号
+    };
+
+    /**
+     * @brief FB 类型字段（实例布局用；v1 字段类型仅 BOOL/INT/TIME）。
+     */
+    struct FbField {
+        std::string name;                ///< 字段名
+        TypeKind type = TypeKind::Bool;  ///< 字段类型（仅标量）
+    };
+
+    /**
+     * @brief 一个 FB 类型的字段布局（供实例分配与字段引用解析）。
+     */
+    struct FbLayout {
+        std::string type_name;        ///< 类型名（小写）
+        std::vector<FbField> fields;  ///< 段序：input → output → 内部 var
+    };
+
+    /**
+     * @brief 一个源文件的 AST（供链接输入）。
+     */
+    struct SourceUnit {
+        std::string path;  ///< 源文件路径
+        Unit ast;          ///< 解析出的 AST
+    };
+
+    /**
+     * @brief 链接结果：全局槽表 + FB 类型布局 + 各 POU 作用域 + 函数表顺序。
+     */
+    struct LinkResult {
+        std::vector<Symbol> globals;                    ///< 全局槽表：下标即槽号（声明顺序）
+        std::map<std::string, uint32_t> global_index;   ///< 名 → 槽号
+
+        std::map<std::string, FbLayout> fb_types;       ///< 用户 FB 类型布局（按类型名）
+
+        /**
+         * @brief 每 POU 的局部符号与 FB 实例。
+         */
+        struct PouScope {
+            std::string name;                          ///< POU 名
+            PouKind kind = PouKind::Program;           ///< POU 种类
+            std::vector<Symbol> syms;                  ///< local/input/output/external/fb_instance
+            std::map<std::string, FbLayout> fb_instances;  ///< 实例名 → 布局
+        };
+        std::vector<PouScope> scopes;                  ///< 全部 POU 作用域
+
+        std::vector<std::string> fn_order;             ///< 函数表顺序（PROGRAM / FUNCTION / FUNCTION_BLOCK 名，收集序）
+    };
+
+    /**
+     * @brief 链接一个工程。
+     * @details 校验 GVL、定全局槽、解析 VAR_EXTERNAL、FB 实例与字段、函数循环调用检测、
+     *          io 校验。失败返回 false，err 前缀 "link error"。
+     * @param proj 工程定义（toml 解析结果）
+     * @param units 全部源文件的 AST（compile_files 集合逐一 load_unit 得到）
+     * @param out 链接结果（各字段先清空后填充）
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 成功；false 失败（err 已写）
+     */
+    bool link_project(const Project& proj, const std::vector<SourceUnit>& units,
+                      LinkResult* out, std::string* err);
+
+    /**
+     * @brief 读取并解析一个 .st 文件成 SourceUnit。
+     * @param path .st 文件路径
+     * @param out 输出 SourceUnit（path + ast）
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 成功；false 失败（透传 lex/syntax error）
+     */
+    bool load_unit(const std::string& path, SourceUnit* out, std::string* err);
+
+    /**
+     * @brief 符号表文本。
+     * @details 每行 "name kind type address file"（全局表 + 各 POU 局部表）。
+     * @param r 链接结果
+     * @return 多行文本：全局表逐行；每个 POU 以 "[名字]" 开头后接其局部符号行
+     */
+    std::string dump_symbols(const LinkResult& r);
+}

compiler/include/compiler/MachineConfig.h

@@ -0,0 +1,164 @@
+/**
+ * @file MachineConfig.h
+ * @brief 机器定义（machine.toml）加载与强校验
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details 见 Doc/isa/指令配置.md：
+ * - 配置只给编译器（toml++ 运行时加载）；vm 不读配置（内建全指令集）
+ * - 强校验 5 项：字段必填 / type.base 命中内建基元·range 合法·tag 契约 /
+ *   op opcode 唯一·类别-格式互锁 / fb.opcode 与 op 一致·字段类型命中 type 表
+ * - 基元内置（bit/int8..uint64/float32/float64，元数据在代码）
+ */
+
+#pragma once
+
+#include <cstdint>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+namespace compiler {
+
+    /**
+     * @brief 内建基元（编译器内建，C 语义）。
+     * @details 元数据写在代码而非 machine.toml；配置类型的 base 必须命中本表。
+     */
+    struct PrimType {
+        const char* name;    ///< 基元名（bit / int8..uint64 / float32 / float64）
+        uint32_t width;      ///< 宽度（字节）
+        bool is_signed;      ///< 是否带符号
+        bool is_float;       ///< 是否浮点
+    };
+
+    /**
+     * @brief 配置类型 = 基元别名（+ 值域约束 + .stb 契约 tag）。
+     * @details 对应 machine.toml [[type]] 行：base 必为内建基元名；range 可选且
+     *          min ≤ max；tag 与 .stb 常量表契约一致（0=BOOL、1=INT、2=TIME，唯一）。
+     */
+    struct ConfigType {
+        std::string name;         ///< 配置类型名（大写，如 BOOL/INT/TIME）
+        std::string base;         ///< 基元名（命中内建基元表）
+        bool has_range = false;   ///< 是否有值域约束
+        int64_t range_min = 0;    ///< 值域下界（含）
+        int64_t range_max = 0;    ///< 值域上界（含）
+        uint32_t tag = 0;         ///< .stb 常量表契约 tag
+    };
+
+    /**
+     * @brief 配置指令。
+     * @details 对应 machine.toml [[op]] 行：opcode 唯一且 0..255；class 与 format
+     *          互锁（INSTANCE ↔ CAL）；params 数量与 format 期望一致。
+     */
+    struct ConfigOp {
+        std::string name;                  ///< 助记符（与 .stb / isa 一致）
+        uint32_t opcode = 0;               ///< 操作码（0..255，表内唯一）
+        bool is_instance = false;          ///< class：instance / plain
+        std::string format;                ///< 操作数形态：RR/RRR/IMM/SLOT/JMP/JC/CALL/CAL/NONE
+        std::vector<std::string> params;   ///< 参数名（数量与 format 一致）
+        bool enabled = false;              ///< 是否启用
+    };
+
+    /**
+     * @brief 内建 FB 的一个字段。
+     */
+    struct ConfigFbField {
+        std::string name;    ///< 字段名（如 in/pt/q/et/cu/cv）
+        std::string type;    ///< 配置类型名（BOOL/INT/TIME）
+    };
+
+    /**
+     * @brief 内建功能块（FB）布局登记。
+     * @details 对应 machine.toml [[fb]] 行；opcode 必须命中 instance 类 op 行。
+     */
+    struct ConfigFb {
+        std::string name;                  ///< FB 名（小写，如 ton/ctu）
+        uint32_t opcode = 0;               ///< 对应 op 行 opcode（CAL_*）
+        std::vector<ConfigFbField> fields; ///< 字段列表（名称唯一，类型命中 type 表）
+    };
+
+    /**
+     * @brief 机器定义：加载 machine.toml 并做强校验。
+     * @details 编译器指令集 / 类型的唯一事实来源；校验失败时 ok() 为 false，
+     *          err 前缀 "machine error"。vm 不读配置（内建全指令集）。
+     */
+    class MachineConfig {
+    public:
+        /**
+         * @brief 加载 + 强校验。
+         * @param path machine.toml 路径
+         * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+         * @return true 成功；false（err 已写，前缀 "machine error"）
+         * @details 强校验项：字段必填 / type.base 命中内建基元·range 合法·tag 契约 /
+         *          op opcode 唯一·类别-格式互锁 / fb.opcode 与 op 一致·字段类型命中
+         *          type 表（清单见文件头）。
+         */
+        bool load(const std::string& path, std::string* err);
+
+        /// @brief 加载是否成功（校验通过）。
+        bool ok() const { return ok_; }
+        /// @brief 型号名（meta.name，参与 .stb 型号标识）。
+        const std::string& model_name() const { return model_name_; }
+        /// @brief 指令集版本（meta.version，参与 .stb 型号标识）。
+        uint32_t version() const { return version_; }
+
+        /// @brief 配置类型表（[[type]]）。
+        const std::vector<ConfigType>& types() const { return types_; }
+        /// @brief 配置指令表（[[op]]）。
+        const std::vector<ConfigOp>& ops() const { return ops_; }
+        /// @brief 内建 FB 表（[[fb]]）。
+        const std::vector<ConfigFb>& fbs() const { return fbs_; }
+
+        /**
+         * @brief 按配置类型名查类型行。
+         * @param name 配置类型名
+         * @return 命中指针；未找到返回 nullptr
+         */
+        const ConfigType* find_type(const std::string& name) const;
+
+        /**
+         * @brief 按助记符查指令行。
+         * @param name 助记符（如 "MOVE"）
+         * @return 命中指针；未找到返回 nullptr
+         */
+        const ConfigOp* find_op(const std::string& name) const;
+
+        /**
+         * @brief 按 opcode 查指令行。
+         * @param opcode 操作码（0..255）
+         * @return 命中指针；未找到返回 nullptr
+         */
+        const ConfigOp* find_op_by_code(uint32_t opcode) const;
+
+        /**
+         * @brief 查询某 opcode 是否启用。
+         * @param opcode 操作码
+         * @return 指令存在且 enabled 为 true；未知 opcode 返回 false
+         */
+        bool op_enabled(uint32_t opcode) const;
+
+        /**
+         * @brief 按名称查内建 FB。
+         * @param name FB 名（小写，如 "ton"）
+         * @return 命中指针；未找到返回 nullptr
+         */
+        const ConfigFb* find_fb(const std::string& name) const;
+
+        /// @brief 内建基元表（bit / int8..uint64 / float32 / float64）。
+        static const std::vector<PrimType>& prims();
+
+        /**
+         * @brief 按名称查内建基元。
+         * @param name 基元名
+         * @return 命中指针；未找到返回 nullptr
+         */
+        static const PrimType* find_prim(const std::string& name);
+
+    private:
+        bool ok_ = false;                ///< 加载成功标志
+        std::string model_name_;         ///< 型号名（meta.name）
+        uint32_t version_ = 0;           ///< 指令集版本（meta.version）
+        std::vector<ConfigType> types_;  ///< 配置类型表
+        std::vector<ConfigOp> ops_;      ///< 配置指令表
+        std::vector<ConfigFb> fbs_;      ///< 内建 FB 表
+    };
+}

compiler/include/compiler/Parser.h

@@ -0,0 +1,214 @@
+/**
+ * @file Parser.h
+ * @brief ST 子集递归下降语法分析（AST 定义 + 入口）
+ * @details 本文件定义语法层全部公开类型（AST 节点与相关枚举）与两个
+ *          解析入口（parse_pous / parse_pous_file）。解析器实现见
+ *          Parser.cpp，文法详见 Doc/compiler/语法.md。
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ */
+
+#pragma once
+
+#include <cstdint>
+#include <memory>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+namespace compiler {
+
+    // ---- 类型引用 ----
+
+    /**
+     * @brief 类型种类。
+     * @details 枚举值：Bool=内建 BOOL；Int=内建 INT；Time=内建 TIME；
+     *          FbBuiltin=内建 FB 类型（TON/TOF/TP/CTU/CTD/CTUD/R_TRIG/F_TRIG）；
+     *          FbUser=用户 FB 类型（存在性由 12.6 链接层校验）。
+     */
+    enum class TypeKind { Bool, Int, Time, FbBuiltin, FbUser };
+
+    /**
+     * @brief 类型引用：种类 + （用户 FB 的）类型名。
+     */
+    struct TypeRef {
+        TypeKind kind = TypeKind::Bool;  ///< 类型种类
+        std::string name;                ///< FbUser 时为用户 FB 类型名（小写）
+    };
+
+    // ---- 变量段 ----
+
+    /**
+     * @brief 单个变量声明。
+     * @details 初值可选（v1 仅字面量）；line/col 记录声明处位置（报错用）。
+     */
+    struct VarDecl {
+        std::string name;        ///< 变量名（小写）
+        TypeRef type;            ///< 类型引用
+        bool has_init = false;   ///< 是否有可选初值（v1 仅字面量）
+        int64_t init_value = 0;  ///< BOOL 0/1、INT 值、TIME 毫秒
+        uint32_t line = 0;       ///< 声明起始行
+        uint32_t col = 0;        ///< 声明起始列
+    };
+
+    /**
+     * @brief 变量段种类。
+     * @details 枚举值：Local=VAR、Input=VAR_INPUT、Output=VAR_OUTPUT、
+     *          Global=VAR_GLOBAL、External=VAR_EXTERNAL。
+     */
+    enum class VarSection { Local, Input, Output, Global, External };
+
+    /**
+     * @brief 一段 VAR_* … END_VAR：段种类 + 声明列表。
+     */
+    struct VarBlock {
+        VarSection section = VarSection::Local;  ///< 段种类
+        std::vector<VarDecl> vars;               ///< 段内声明（按出现顺序）
+    };
+
+    // ---- 表达式 ----
+
+    /**
+     * @brief 表达式节点种类。
+     * @details 二目节点（And/Or/Cmp/Add/Sub/Mul/Div）用 lhs/rhs/op；
+     *          一元节点（Not/Neg）用 operand；AND/OR 的短路语义保留在
+     *          AST 中，由 12.8 编译为跳转。
+     */
+    enum class ExprKind {
+        LitBool,    ///< 布尔字面量（int_value 0/1）
+        LitInt,     ///< 整数字面量（int_value）
+        LitTime,    ///< 时间字面量（int_value 毫秒）
+        VarRef,     ///< 变量引用（name）
+        Field,      ///< FB 字段访问（name.field）
+        Not,        ///< 逻辑非（operand）
+        And, Or,    ///< 逻辑与 / 逻辑或（lhs, rhs；短路语义保留到 12.8）
+        Cmp, Add, Sub, Mul, Div,  ///< 二目：比较 / 加减 / 乘除（lhs, rhs，op 为运算符）
+        Neg,        ///< 一元负号（operand）
+        Call,       ///< 函数调用（name + args，有返回值）
+    };
+
+    /**
+     * @brief 二目运算符种类。
+     * @details 枚举值：Eq/Ne/Lt/Le/Gt/Ge=比较符（= <> < <= > >=）；
+     *          Add/Sub/Mul/Div=算术符（+ - * /）。
+     */
+    enum class BinOp { Eq, Ne, Lt, Le, Gt, Ge, Add, Sub, Mul, Div };
+
+    /**
+     * @brief 表达式 AST 节点（带 kind 标签的联合式结构）。
+     * @details 按 kind 解释字段：字面量用 int_value；VarRef/Field/Call 用
+     *          name（+field、args）；二目用 lhs/rhs/op；一元 Not/Neg 用
+     *          operand。
+     */
+    struct Expr {
+        ExprKind kind = ExprKind::LitBool;         ///< 节点种类
+        BinOp op = BinOp::Eq;                      ///< 二目运算（Cmp/Add/Sub/Mul/Div 用）
+        std::string name;                          ///< VarRef / Field 对象 / Call 函数名
+        std::string field;                         ///< Field 字段名
+        int64_t int_value = 0;                     ///< 字面量值（BOOL 0/1、INT、TIME 毫秒）
+        std::unique_ptr<Expr> lhs;                 ///< 二目左操作数
+        std::unique_ptr<Expr> rhs;                 ///< 二目右操作数
+        std::unique_ptr<Expr> operand;             ///< Not / Neg 的操作数
+        std::vector<std::unique_ptr<Expr>> args;   ///< Call 实参
+    };
+
+    // ---- 语句 ----
+
+    /**
+     * @brief 语句节点种类。
+     * @details 枚举值：Assign=赋值；If=IF 语句（含 ELSIF/ELSE）；
+     *          While=WHILE 语句；FbCall=FB 调用语句（无返回值）。
+     */
+    enum class StmtKind { Assign, If, While, FbCall };
+
+    /** @brief 语句节点（前置声明；Stmt 与 IfBranch 相互引用）。 */
+    struct Stmt;
+
+    /**
+     * @brief FB 调用实参：命名参数（名 := 表达式）。
+     */
+    struct FbArg {
+        std::string name;            ///< 形参名（小写）
+        std::unique_ptr<Expr> value; ///< 实参表达式
+    };
+
+    /**
+     * @brief IF 语句的一个 ELSIF 分支：条件 + 分支体。
+     */
+    struct IfBranch {
+        std::unique_ptr<Expr> cond;  ///< 分支条件
+        std::vector<Stmt> body;      ///< 分支体（条件成立时执行）
+    };
+
+    /**
+     * @brief 语句 AST 节点：按 kind 解释各字段组。
+     * @details Assign 用 target（+field）；If/While 用 cond/body
+     *          （+elsifs、else_body）；FbCall 用 instance/args。
+     *          fb.field 左值 v1 禁止赋值，在语法层拒绝。
+     */
+    struct Stmt {
+        StmtKind kind = StmtKind::Assign;   ///< 语句种类
+        // Assign
+        std::string target;                 ///< 左值标识符
+        bool target_is_field = false;       ///< 左值 fb.field（v1 禁止赋值，语法层拒绝）
+        std::string field;                  ///< 左值字段名
+        std::unique_ptr<Expr> value;        ///< 右值表达式
+        // If / While
+        std::unique_ptr<Expr> cond;         ///< 条件表达式
+        std::vector<Stmt> body;             ///< 主分支体
+        std::vector<IfBranch> elsifs;       ///< ELSIF 分支列表
+        std::vector<Stmt> else_body;        ///< ELSE 分支体
+        // FbCall
+        std::string instance;               ///< FB 实例名
+        std::vector<FbArg> args;            ///< 命名实参列表
+    };
+
+    // ---- POU ----
+
+    /**
+     * @brief POU 种类。
+     * @details 枚举值：Program=PROGRAM；Function=FUNCTION（可有返回类型）；
+     *          FunctionBlock=FUNCTION_BLOCK。
+     */
+    enum class PouKind { Program, Function, FunctionBlock };
+
+    /**
+     * @brief 程序组织单元（POU）：外壳 + 变量段 + 语句体。
+     */
+    struct POU {
+        PouKind kind = PouKind::Program;  ///< POU 种类
+        std::string name;                 ///< POU 名（小写）
+        TypeRef result_type;              ///< 返回类型（仅 FUNCTION 才有）
+        std::vector<VarBlock> blocks;     ///< 变量段（按声明顺序）
+        std::vector<Stmt> body;           ///< 语句体
+        std::string source_file;          ///< 来源文件名
+    };
+
+    /**
+     * @brief 一个 .st 文件的解析结果。
+     * @details GVL 文件形态（无 POU）时只有 globals 非空。
+     */
+    struct Unit {
+        std::vector<VarBlock> globals;  ///< 顶层 VAR_GLOBAL 段（仅 GVL 文件）
+        std::vector<POU> pous;          ///< POU 列表（按出现顺序）
+    };
+
+    /**
+     * @brief 解析一个 .st 文件的全部内容（顶层 VAR_GLOBAL 段或 POU）。
+     * @param source_file 源文件名（报错用）
+     * @param content 源文本
+     * @param out 输出 Unit（globals / pous）
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 成功；false 失败（err 前缀 "syntax error"，带文件与行列）
+     */
+    bool parse_pous(const std::string& source_file, const std::string& content,
+                    Unit* out, std::string* err);
+
+    /**
+     * @brief 读取文件后解析。
+     * @param path 文件路径
+     * @param out 输出 Unit（globals / pous）
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 成功；false 失败（文件打不开也算 syntax error）
+     */
+    bool parse_pous_file(const std::string& path, Unit* out, std::string* err);
+}

compiler/include/compiler/Project.h

@@ -0,0 +1,80 @@
+/**
+ * @file Project.h
+ * @brief 工程定义与 project.toml 解析（schema 校验）
+ * @details 本文件定义工程数据结构与解析接口（实现见 Project.cpp）：
+ *          - IoBinding / Project：project.toml 的解析结果（I/O 绑定不创造变量，
+ *            slot 由链接结果解析）
+ *          - parse_project：解析并校验 project.toml，错误带稳定类别前缀 + 行号
+ *          - compile_files：编译文件集合（files.st ∪ gvl.file，去重）
+ *          - compute_project_hash：校验文件存在并计算工程哈希，缺文件前缀 "file missing"
+ *          字段约定与 Doc/初步计划.md 12.1 的 toml 字段表一一对应。
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ */
+
+#pragma once
+
+#include <cstdint>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+namespace compiler {
+
+    /**
+     * @brief I/O 绑定（project.toml [[io.*]]；不创造变量，slot 由链接结果解析）。
+     */
+    struct IoBinding {
+        std::string var;       ///< 绑定的全局变量名（须已在 GVL 声明）
+        uint32_t slot = 0;     ///< 全局槽号（12.6 链接阶段解析，此处填 0）
+        uint32_t channel = 0;  ///< 通道号
+        uint32_t bit = 0;      ///< 位号
+        bool is_input = false; ///< true = [[io.input]]，false = [[io.output]]
+    };
+
+    /**
+     * @brief 工程定义。
+     * @details 与 Doc/初步计划.md 12.1 的 toml 字段表一一对应；
+     *          字段白名单 / 必填 / io 完整性在 parse_project 内校验。
+     */
+    struct Project {
+        std::string name;                   ///< [project] 必填
+        std::string entry;                  ///< 必填，第一版必须 "program MAIN"
+        uint32_t cycle_limit = 0;           ///< 必填 > 0
+        uint32_t dt_ms = 0;                 ///< 必填 > 0
+        std::vector<std::string> files_st;  ///< [files] 必填非空
+        std::string gvl_file;               ///< [gvl] 可选；无则空串
+        std::vector<IoBinding> io;          ///< [[io.*]] 可选；slot 12.6 才解析，此处填 0
+        std::string base_dir;               ///< toml 所在目录（解析相对路径用）
+    };
+
+    /**
+     * @brief 解析并校验 project.toml。
+     * @details 成功返回 true；失败返回 false 并写 err，err 带稳定类别前缀
+     *          （parse error / unknown key / missing field / invalid value / bad entry）
+     *          + 行号。
+     * @param toml_path project.toml 路径
+     * @param out 输出 Project（base_dir 先填，其余字段由各段解析填充）
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 成功；false 失败（err 已写）
+     */
+    bool parse_project(const std::string& toml_path, Project* out, std::string* err);
+
+    /**
+     * @brief 编译文件集合：files.st ∪ gvl.file，去重（gvl 已在 files.st 则跳过）。
+     * @details 保持 files.st 顺序，gvl 追加在后；相对路径以 base_dir 为基准解析。
+     * @param p 工程定义
+     * @return 编译文件路径集合
+     */
+    std::vector<std::string> compile_files(const Project& p);
+
+    /**
+     * @brief 校验全部文件存在并计算工程哈希。
+     * @details 集合按路径排序，对内容做 FNV-1a 64 增量；空集合 = basis（Stb::kFnvBasis）。
+     *          缺文件报错前缀 "file missing"。
+     * @param p 工程定义
+     * @param hash 输出工程哈希
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 成功；false 文件缺失（err 已写）
+     */
+    bool compute_project_hash(const Project& p, uint64_t* hash, std::string* err);
+}

compiler/include/compiler/Stb.h

@@ -0,0 +1,206 @@
+/**
+ * @file Stb.h
+ * @brief 编译器自带的 .stb 映像规范（写侧）+ 只读视图 + FNV-1a
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details 执行器（vm）各有自己的读写实现；格式契约见 Doc/isa/指令与映像.md。
+ * 12.13 修订：头 104 = 原 72 + 型号标识[32] @72，文件尾 SHA-256[32]。
+ * 常量表 tag 契约：0=BOOL、1=INT、2=TIME；工程哈希用 FNV-1a 64。
+ */
+
+#pragma once
+
+#include <cstddef>
+#include <cstdint>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+#include "compiler/Project.h"
+
+namespace compiler {
+
+    // ---- .stb 格式常量（契约；12.13 修订：头 104 = 原 72 + 型号标识[32]，文件尾 SHA-256[32]）----
+    /// 映像魔数："STSC" 小端。
+    static const uint32_t kMagic = 0x43545353u;
+    /// 映像格式版本。
+    static const uint32_t kVersion = 1;
+    /// 映像头字节数（原 72 字段 + 型号标识[32] @72）。
+    static const size_t kHeaderSize = 104;
+    /// 常量表一行字节数（tag:4 + value:8）。
+    static const size_t kConstEntrySize = 12;
+    /// 函数表一行字节数（nregs / code_offset / code_len 各 4）。
+    static const size_t kFuncRowSize = 12;
+    /// SHA-256 摘要长度（文件尾）。
+    static const size_t kSha256Size = 32;
+    /// 型号标识长度（头内 @72，不足补 '\0'）。
+    static const size_t kModelIdSize = 32;
+    /// FNV-1a 64 哈希基值。
+    static const uint64_t kFnvBasis = 0xcbf29ce484222325ull;
+    /// FNV-1a 64 哈希素数。
+    static const uint64_t kFnvPrime = 0x100000001b3ull;
+
+    /**
+     * @brief 常量表一行。
+     * @details tag 契约：0=BOOL、1=INT、2=TIME。
+     */
+    struct ConstEntry {
+        uint32_t tag = 0;   ///< 类型 tag（0=BOOL、1=INT、2=TIME）
+        uint64_t value = 0; ///< 常量值
+    };
+
+    /**
+     * @brief FNV-1a 64 增量哈希更新（工程哈希，非密码学）。
+     * @param h 当前哈希值（首轮传 kFnvBasis）
+     * @param data 输入字节
+     * @param len 字节数
+     * @return 更新后的哈希值
+     */
+    uint64_t fnv1a64_update(uint64_t h, const uint8_t* data, size_t len);
+    /**
+     * @brief FNV-1a 64 一次性哈希（工程哈希）。
+     * @param data 输入字节
+     * @param len 字节数
+     * @return 哈希值
+     */
+    uint64_t fnv1a64(const uint8_t* data, size_t len);
+
+    /**
+     * @brief 一次性 SHA-256（文件完整性校验）。
+     * @param data 输入字节
+     * @param len 字节数
+     * @param out 32 字节摘要输出（大端）
+     */
+    void sha256(const uint8_t* data, size_t len, uint8_t out[kSha256Size]);
+
+    /**
+     * @brief 型号标识：name + version 拼 32 字节 ASCII（如 "STATOR1"）。
+     * @param name 型号名
+     * @param version 版本号
+     * @param out 32 字节输出缓冲
+     * @details 不足补 '\0'，超长截断。
+     */
+    void fill_model_id(const std::string& name, uint32_t version, char out[kModelIdSize]);
+
+    /**
+     * @brief .stb 映像只读视图（--disasm 用）。
+     * @details from() 时校验魔数/版本/段边界，之后各访问器只读；
+     * 失败时 ok() == false，error() 取原因。
+     */
+    class StbView {
+    public:
+        /// @brief 函数表一行（nregs / code_offset / code_len）。
+        struct FuncRow {
+            uint32_t nregs = 0;       ///< 帧寄存器数（含变量与临时）
+            uint32_t code_offset = 0; ///< 字节码段内偏移（4 字节对齐）
+            uint32_t code_len = 0;    ///< 指令条数
+        };
+
+        /// 从原始字节构造（不拷贝，调用方保证生命周期）。
+        static StbView from(const uint8_t* buf, size_t len);
+        /// 从 vector 构造（转发 from(buf.data(), buf.size())）。
+        static StbView from(const std::vector<uint8_t>& buf);
+
+        /// 解析是否成功。
+        bool ok() const { return ok_; }
+        /// 失败原因（成功时为空串）。
+        const std::string& error() const { return err_; }
+
+        /// 周期上限（头 @8）。
+        uint32_t cycle_limit() const { return cycle_limit_; }
+        /// 扫描周期 dt_ms（头 @12）。
+        uint32_t dt_ms() const { return dt_ms_; }
+        /// 工程哈希（FNV-1a 64，头 @16）。
+        uint64_t project_hash() const { return project_hash_; }
+        /// 入口函数 fn_id（头 @24）。
+        uint32_t entry_fn_id() const { return entry_fn_id_; }
+        /// 全局槽数（头 @28）。
+        uint32_t n_globals() const { return n_globals_; }
+        /// 常量表行数（头 @44）。
+        uint32_t n_consts() const { return n_consts_; }
+        /// 函数表行数（头 @48）。
+        uint32_t n_funcs() const { return n_funcs_; }
+        /// 字节码段偏移（头 @60）。
+        uint32_t offset_code() const { return offset_code_; }
+        /// 数据段（FB 区）偏移（头 @64；即字节码段终点）。
+        uint32_t offset_fb() const { return offset_fb_; }
+        /// 数据段偏移（头 @68）。
+        uint32_t offset_data() const { return offset_data_; }
+
+        /// 读常量表一行；越界时返回全 0。
+        ConstEntry const_entry(size_t i) const;
+        /// 读函数表一行；越界时返回全 0。
+        FuncRow func_row(size_t i) const;
+        /// 字节码段起点。
+        const uint8_t* code_bytes() const;
+        /// 字节码段字节数。
+        size_t code_len() const;
+        /// 数据段起点。
+        const uint8_t* data_bytes() const;
+        /// 数据段字节数（不含文件尾 SHA-256）。
+        size_t data_len() const;
+
+        /// 型号标识字符串（头 72..103，截断到首个 '\0'）。
+        std::string model_id() const;                       // 头 72..103（补 '\0' 后字符串）
+        /// 型号标识是否匹配 name + version。
+        bool model_matches(const std::string& name, uint32_t version) const;
+        /// 文件尾 32 字节 SHA-256 校验（对文件尾之前全部内容重算）。
+        bool sha_ok() const;                                // 文件尾 32 字节 SHA-256 校验
+
+    private:
+        /// 私有构造（只能经 from() 创建）。
+        StbView() : buf_(0), len_(0) {}
+
+        /// 常量表偏移（from 已校验的段起点）。
+        uint32_t offs_of_const() const;  // offset_const（from 已校验段起点）
+
+        const uint8_t* buf_;            ///< 映像缓冲（不拥有）
+        size_t len_;                    ///< 缓冲字节数
+        bool ok_ = false;               ///< 解析成功标志
+        std::string err_;               ///< 失败原因
+        uint32_t cycle_limit_ = 0;      ///< 周期上限
+        uint32_t dt_ms_ = 0;            ///< 扫描周期
+        uint64_t project_hash_ = 0;     ///< 工程哈希
+        uint32_t entry_fn_id_ = 0;      ///< 入口函数 fn_id
+        uint32_t n_globals_ = 0;        ///< 全局槽数
+        uint32_t n_consts_ = 0;         ///< 常量表行数
+        uint32_t n_funcs_ = 0;          ///< 函数表行数
+        uint32_t offset_code_ = 0;      ///< 字节码段偏移
+        uint32_t offset_fb_ = 0;        ///< 数据段（FB 区）偏移
+        uint32_t offset_data_ = 0;      ///< 数据段偏移
+    };
+
+    /**
+     * @brief 读整个文件为字节（纯字节；校验交给 StbView）。
+     * @param path 文件路径
+     * @param out 输出字节
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 成功；false（err "cannot open for read: <path>"）
+     */
+    bool read_stb_file(const char* path, std::vector<uint8_t>* out, std::string* err);
+    /**
+     * @brief 写字节为文件（纯字节）。
+     * @param path 文件路径
+     * @param img 映像字节
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 成功；false（err "cannot open for write: <path>" / "write failed: <path>"）
+     */
+    bool write_stb_file(const char* path, const std::vector<uint8_t>& img, std::string* err);
+
+    /**
+     * @brief 生成 sidecar 文本（TOML）。
+     * @param bindings I/O 绑定列表
+     * @return TOML 文本（每个绑定一节 [[io.input]] / [[io.output]]）
+     * @details I/O 绑定 var → 槽号 → channel/bit（不进映像，执行器采样用）。
+     */
+    std::string make_sidecar(const std::vector<IoBinding>& bindings);
+    /**
+     * @brief 生成并写 sidecar 文件。
+     * @param path 文件路径
+     * @param bindings I/O 绑定列表
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 成功；false（err "cannot open for write: <path>" / "write failed: <path>"）
+     */
+    bool write_sidecar_file(const char* path, const std::vector<IoBinding>& bindings,
+                            std::string* err);
+}

compiler/include/compiler/TypeInfo.h

@@ -0,0 +1,62 @@
+/**
+ * @file TypeInfo.h
+ * @brief 语言类型元数据（machine.toml 别名 + 内建基元解析）
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details 类型定义数据化（配置），运算/类型检查语义代码化：
+ * - 元数据（宽度/符号/浮点/base/range/tag）全部来自 machine.toml + 内建基元表
+ * - 查询大小写不敏感（配置名大写，Linker type_name 小写）
+ */
+
+#pragma once
+
+#include <cstdint>
+#include <string>
+
+#include "compiler/MachineConfig.h"
+
+namespace compiler {
+
+    /**
+     * @brief 语言类型元数据。
+     * @details 由配置类型行 + 内建基元合成；config 或 prim 未命中时
+     *          对应访问器取安全默认值，operator bool 为 false。
+     */
+    struct TypeMeta {
+        const ConfigType* config = nullptr;  ///< 配置类型行（别名 + range + tag）
+        const PrimType* prim = nullptr;      ///< 内建基元（宽度/符号/浮点）
+
+        /// @brief 宽度（字节）；无基元返回 0。
+        uint32_t width() const { return prim ? prim->width : 0; }
+        /// @brief 是否带符号；无基元返回 false。
+        bool is_signed() const { return prim ? prim->is_signed : false; }
+        /// @brief 是否浮点；无基元返回 false。
+        bool is_float() const { return prim ? prim->is_float : false; }
+        /// @brief .stb 契约 tag；无配置返回 0。
+        uint32_t tag() const { return config ? config->tag : 0; }
+        /// @brief 是否有值域约束；无配置返回 false。
+        bool has_range() const { return config ? config->has_range : false; }
+        /**
+         * @brief 值是否落在配置值域内。
+         * @param v 待查值
+         * @return 无配置或无 range 时为 true；否则 min ≤ v ≤ max
+         */
+        bool value_in_range(int64_t v) const {
+            return !config || !config->has_range ||
+                   (v >= config->range_min && v <= config->range_max);
+        }
+
+        /// @brief 是否有效（config 与 prim 都已命中）。
+        explicit operator bool() const { return config != nullptr && prim != nullptr; }
+    };
+
+    /**
+     * @brief 按语言类型名查元数据。
+     * @param cfg 机器配置（类型表来源）
+     * @param name 语言类型名
+     * @return 对应 TypeMeta；未找到返回空 TypeMeta（operator bool 为 false）
+     * @details 查询大小写不敏感（配置名大写，Linker type_name 小写）。
+     */
+    TypeMeta type_meta(const MachineConfig& cfg, const std::string& name);
+}

compiler/include/compiler/Typecheck.h

@@ -0,0 +1,43 @@
+/**
+ * @file Typecheck.h
+ * @brief 类型检查
+ * @details 本文件定义类型检查的求值类型与对外入口（实现见 Typecheck.cpp）：
+ *          - TType：表达式求值类型（v1 三型，无隐式宽化）
+ *          - check_project：对工程做类型检查（在链接成功后调用），失败 err 前缀 "type error"
+ *          规则详见 Doc/compiler/类型检查.md。
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ */
+
+#pragma once
+
+#include <string>
+#include <vector>
+
+#include "compiler/Linker.h"
+#include "compiler/Parser.h"
+#include "compiler/Project.h"
+
+namespace compiler {
+
+    /**
+     * @brief 表达式求值类型（v1 三型，无隐式宽化）。
+     * @details 各成员含义：
+     * - Bool：布尔量（逻辑运算 / 条件表达式）
+     * - Int：整数（算术运算）
+     * - Time：时间量（仅比较，无算术）；INT 与 TIME 不混用
+     */
+    enum class TType { Bool, Int, Time };
+
+    /**
+     * @brief 对工程做类型检查（在链接成功后调用）。
+     * @details 规则见 Doc/compiler/类型检查.md。失败返回 false，err 前缀 "type error"。
+     * @param proj 工程定义
+     * @param units 全部源文件的 AST
+     * @param link 链接结果（符号 / 布局已解析，只读）
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 全部通过；false 失败（err 已写）
+     */
+    bool check_project(const Project& proj, const std::vector<SourceUnit>& units,
+                       const LinkResult& link, std::string* err);
+}

compiler/machine.toml

@@ -0,0 +1,342 @@
+# 机器定义：指令集与类型的唯一事实来源（只给编译器）
+# 格式见 Doc/isa/指令配置.md；全属性必填，与代码强校验一致。
+
+[meta]
+name = "STATOR"      # 型号名（参与 .stb 型号标识[32]）
+version = 1          # 指令集版本（参与 .stb 型号标识[32]）
+
+# ---- 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：只允许 0/1
+tag = 0
+
+[[type]]
+name = "INT"
+base = "int16"
+tag = 1
+
+[[type]]
+name = "TIME"
+base = "int64"
+tag = 2
+
+# ---- 指令（全属性必填；class: plain/instance；format: RR/RRR/IMM/SLOT/JMP/JC/CALL/CAL/NONE）
+
+[[op]]
+name = "MOVE"
+opcode = 0
+class = "plain"
+format = "RR"
+params = ["rd", "rs"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "LOADK"
+opcode = 1
+class = "plain"
+format = "IMM"
+params = ["rd", "const_id"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "NOT"
+opcode = 2
+class = "plain"
+format = "RR"
+params = ["rd", "rs"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "AND"
+opcode = 3
+class = "plain"
+format = "RRR"
+params = ["rd", "ra", "rb"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "OR"
+opcode = 4
+class = "plain"
+format = "RRR"
+params = ["rd", "ra", "rb"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "ADD"
+opcode = 5
+class = "plain"
+format = "RRR"
+params = ["rd", "ra", "rb"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "SUB"
+opcode = 6
+class = "plain"
+format = "RRR"
+params = ["rd", "ra", "rb"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "MUL"
+opcode = 7
+class = "plain"
+format = "RRR"
+params = ["rd", "ra", "rb"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "DIV"
+opcode = 8
+class = "plain"
+format = "RRR"
+params = ["rd", "ra", "rb"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "CMP_EQ"
+opcode = 9
+class = "plain"
+format = "RRR"
+params = ["rd", "ra", "rb"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "CMP_NE"
+opcode = 10
+class = "plain"
+format = "RRR"
+params = ["rd", "ra", "rb"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "CMP_LT"
+opcode = 11
+class = "plain"
+format = "RRR"
+params = ["rd", "ra", "rb"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "CMP_LE"
+opcode = 12
+class = "plain"
+format = "RRR"
+params = ["rd", "ra", "rb"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "CMP_GT"
+opcode = 13
+class = "plain"
+format = "RRR"
+params = ["rd", "ra", "rb"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "CMP_GE"
+opcode = 14
+class = "plain"
+format = "RRR"
+params = ["rd", "ra", "rb"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "JMP"
+opcode = 15
+class = "plain"
+format = "JMP"
+params = ["off"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "JT"
+opcode = 16
+class = "plain"
+format = "JC"
+params = ["r", "off"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "JF"
+opcode = 17
+class = "plain"
+format = "JC"
+params = ["r", "off"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "LOAD_I"
+opcode = 18
+class = "plain"
+format = "SLOT"
+params = ["rd", "slot"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "STORE_Q"
+opcode = 19
+class = "plain"
+format = "SLOT"
+params = ["rs", "slot"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "LOAD_M"
+opcode = 20
+class = "plain"
+format = "SLOT"
+params = ["rd", "slot"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "STORE_M"
+opcode = 21
+class = "plain"
+format = "SLOT"
+params = ["rs", "slot"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "LOAD_GLOBAL"
+opcode = 22
+class = "plain"
+format = "SLOT"
+params = ["rd", "slot"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "STORE_GLOBAL"
+opcode = 23
+class = "plain"
+format = "SLOT"
+params = ["rs", "slot"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "CAL_TON"
+opcode = 24
+class = "instance"
+format = "CAL"
+params = ["instance"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "CAL_TOF"
+opcode = 25
+class = "instance"
+format = "CAL"
+params = ["instance"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "CAL_TP"
+opcode = 26
+class = "instance"
+format = "CAL"
+params = ["instance"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "CAL_CTU"
+opcode = 27
+class = "instance"
+format = "CAL"
+params = ["instance"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "CAL_CTD"
+opcode = 28
+class = "instance"
+format = "CAL"
+params = ["instance"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "CAL_CTUD"
+opcode = 29
+class = "instance"
+format = "CAL"
+params = ["instance"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "CAL_R_TRIG"
+opcode = 30
+class = "instance"
+format = "CAL"
+params = ["instance"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "CAL_F_TRIG"
+opcode = 31
+class = "instance"
+format = "CAL"
+params = ["instance"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "CALL"
+opcode = 32
+class = "plain"
+format = "CALL"
+params = ["fn_id"]
+enabled = true
+
+[[op]]
+name = "RET"
+opcode = 33
+class = "plain"
+format = "NONE"
+params = []
+enabled = true
+
+# ---- 内建 FB（布局登记；opcode 与 op 行强校验一致；字段类型命中 type 表）
+
+[[fb]]
+name = "ton"
+opcode = 24
+fields = [["in", "BOOL"], ["pt", "TIME"], ["q", "BOOL"], ["et", "TIME"]]
+
+[[fb]]
+name = "tof"
+opcode = 25
+fields = [["in", "BOOL"], ["pt", "TIME"], ["q", "BOOL"], ["et", "TIME"]]
+
+[[fb]]
+name = "tp"
+opcode = 26
+fields = [["in", "BOOL"], ["pt", "TIME"], ["q", "BOOL"], ["et", "TIME"]]
+
+[[fb]]
+name = "ctu"
+opcode = 27
+fields = [["cu", "BOOL"], ["r", "BOOL"], ["pv", "INT"], ["q", "BOOL"], ["cv", "INT"]]
+
+[[fb]]
+name = "ctd"
+opcode = 28
+fields = [["cd", "BOOL"], ["ld", "BOOL"], ["pv", "INT"], ["q", "BOOL"], ["cv", "INT"]]
+
+[[fb]]
+name = "ctud"
+opcode = 29
+fields = [["cu", "BOOL"], ["cd", "BOOL"], ["r", "BOOL"], ["lu", "BOOL"],
+          ["pv", "INT"], ["qu", "BOOL"], ["qd", "BOOL"], ["cv", "INT"]]
+
+[[fb]]
+name = "r_trig"
+opcode = 30
+fields = [["clk", "BOOL"], ["q", "BOOL"]]
+
+[[fb]]
+name = "f_trig"
+opcode = 31
+fields = [["clk", "BOOL"], ["q", "BOOL"]]

compiler/src/Codec.cpp

@@ -0,0 +1,99 @@
+/**
+ * @file Codec.cpp
+ * @brief 指令字编解码 + 配置驱动反汇编（编译器侧）
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details pack / op_of / imm16_of / off16_of 与执行器 isa 字节布局一致；
+ *          disasm 由 MachineConfig 驱动（opcode 名 / format / 参数名来自配置）。
+ */
+
+#include "compiler/Codec.h"
+
+#include <cstdio>
+
+namespace compiler {
+
+/**
+ * @brief 打包：四个字段拼成一条指令字。
+ * @param opcode 操作码（低 8 位）
+ * @param rd 目标寄存器 / 条件寄存器（第 8..15 位）
+ * @param a 源寄存器 / 立即数低 8 位 / 偏移低 8 位（第 16..23 位）
+ * @param b 源寄存器 / 立即数高 8 位 / 偏移高 8 位（第 24..31 位）
+ * @return 打包后的指令字（小端 u32）
+ */
+Instr pack(uint8_t opcode, uint8_t rd, uint8_t a, uint8_t b) {
+    return static_cast<uint32_t>(opcode)
+        | (static_cast<uint32_t>(rd) << 8)
+        | (static_cast<uint32_t>(a) << 16)
+        | (static_cast<uint32_t>(b) << 24);
+}
+
+/// @brief 取操作码（低 8 位）。
+uint8_t op_of(Instr w) { return static_cast<uint8_t>(w & 0xFFu); }
+/// @brief 取 rd 字段（第 8..15 位）。
+uint8_t rd_of(Instr w) { return static_cast<uint8_t>((w >> 8) & 0xFFu); }
+/// @brief 取 a 字段（第 16..23 位）。
+uint8_t a_of(Instr w) { return static_cast<uint8_t>((w >> 16) & 0xFFu); }
+/// @brief 取 b 字段（第 24..31 位）。
+uint8_t b_of(Instr w) { return static_cast<uint8_t>((w >> 24) & 0xFFu); }
+
+/**
+ * @brief a|b 拼成 16 位无符号数。
+ * @param w 指令字
+ * @return 小端拼出的 16 位值（const_id / slot / fn_id）
+ */
+uint16_t imm16_of(Instr w) {
+    return static_cast<uint16_t>(a_of(w) | (static_cast<uint16_t>(b_of(w)) << 8));
+}
+
+/**
+ * @brief a|b 为有符号相对偏移。
+ * @param w 指令字
+ * @return 偏移量（单位：指令条数，相对下一条指令）
+ */
+int16_t off16_of(Instr w) { return static_cast<int16_t>(imm16_of(w)); }
+
+/**
+ * @brief 配置驱动反汇编：按 machine.toml 的 format 输出一行文本。
+ * @param cfg 机器配置（opcode 名 / format / 参数名来源）
+ * @param w 指令字
+ * @param out 输出缓冲
+ * @param cap 缓冲容量（含 '\0'）；cap==0 时直接返回、不写 out
+ * @details 未知操作码输出 `??? 0x%08x`；format 分支 RR/RRR/IMM/SLOT/JMP/JC/CALL/CAL/NONE
+ *          输出文本与 Doc/isa/指令与映像.md 一致。
+ */
+void disasm(const MachineConfig& cfg, Instr w, char* out, size_t cap) {
+    if (cap == 0) {
+        return;
+    }
+    out[0] = '\0';
+    const ConfigOp* op = cfg.find_op_by_code(op_of(w));
+    if (op == nullptr) {
+        snprintf(out, cap, "??? 0x%08x", static_cast<unsigned>(w));
+        return;
+    }
+    const uint8_t rd = rd_of(w);
+    const std::string& f = op->format;
+    if (f == "RR") {
+        snprintf(out, cap, "%s r%u, r%u", op->name.c_str(), static_cast<unsigned>(rd),
+                 static_cast<unsigned>(a_of(w)));
+    } else if (f == "RRR") {
+        snprintf(out, cap, "%s r%u, r%u, r%u", op->name.c_str(), static_cast<unsigned>(rd),
+                 static_cast<unsigned>(a_of(w)), static_cast<unsigned>(b_of(w)));
+    } else if (f == "IMM" || f == "SLOT") {
+        snprintf(out, cap, "%s r%u, %u", op->name.c_str(), static_cast<unsigned>(rd),
+                 static_cast<unsigned>(imm16_of(w)));
+    } else if (f == "JMP") {
+        snprintf(out, cap, "%s %+d", op->name.c_str(), static_cast<int>(off16_of(w)));
+    } else if (f == "JC") {
+        snprintf(out, cap, "%s r%u, %+d", op->name.c_str(), static_cast<unsigned>(rd),
+                 static_cast<int>(off16_of(w)));
+    } else if (f == "CALL" || f == "CAL") {
+        snprintf(out, cap, "%s %u", op->name.c_str(), static_cast<unsigned>(imm16_of(w)));
+    } else {  // NONE
+        snprintf(out, cap, "%s", op->name.c_str());
+    }
+}
+
+}  // namespace compiler

compiler/src/Codegen.cpp

@@ -0,0 +1,974 @@
+/**
+ * @file Codegen.cpp
+ * @brief 寄存器码生成（配置驱动；compiler 不依赖 isa）
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details 设计说明（详见 Doc/compiler/寄存器码.md 与 Doc/isa/指令配置.md）：
+ * - 指令 opcode / 类型 tag / FB 布局全部来自 machine.toml（MachineConfig）
+ * - 帧/字面量/MOVE/RET；全局数据区；短路 AND/OR；CMP 与 IF；WHILE 与四则；
+ *   FUNCTION 与 CALL（调用约定 r0/r1..r7/r8+）
+ * - FB 实例 → 数据区实例块（跨周期持久）；字段槽号 = 实例基槽 + 字段序号
+ * - 用户 FB 调用点内联展开；内建 FB → CAL_* <实例基槽>
+ * - 数据段每槽 8 字节定宽，指令 slot = 槽号
+ *
+ * 函数清单：
+ * - Builder::Builder        （构造）存工程/源文件/链接结果/机器配置/输出，收集 io 绑定
+ * - Builder::run            布局数据区 → 逐 POU 建函数 → 拼映像
+ * - Builder::fail / opc     错误 / 按名查配置 opcode
+ * - E_rr / E_rrr / E_imm / E_slot / E_jmp / E_jc / E_call / E_ret  指令发射（配置 opcode）
+ * - find_pou / find_fn_id   按名查 POU AST / fn_id
+ * - build_function          编译一个 POU（帧约定分配；FB 占位）
+ * - begin_stmt / alloc_temp 临时寄存器管理
+ * - compile_stmt            语句编译（赋值 / IF / WHILE / FB 调用）
+ * - compile_if / compile_while / compile_fb_call / compile_fb_inline
+ * - store_target / compile_expr   左值存储 / 表达式编译
+ * - arith_name / cmp_name / load_name / store_name   操作码名选择
+ * - patch_jump              回填跳转偏移（相对下一条）
+ * - layout_data / layout_fb_instances / instance_of / init_of
+ * - const_id                取常量表 id（tag 来自配置类型表）
+ * - assemble_image          拼头 + 常量表 + 函数表 + 字节码 + 数据段
+ * - codegen_project         对外入口
+ */
+
+#include "compiler/Codegen.h"
+
+#include <cctype>
+#include <cstdio>
+#include <map>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+#include "compiler/Codec.h"
+#include "compiler/MachineConfig.h"
+#include "compiler/Stb.h"
+#include "compiler/TypeInfo.h"
+
+namespace compiler {
+namespace {
+
+    /**
+     * @brief 代码生成器（寄存器码）。
+     * @details 流程：布局数据区 → 布局 FB 实例 → 逐 POU 建函数 → 拼映像。
+     * 寄存器分配：r0 结果、r1..r7 参数（调用约定区，输入只读）、r8+ 变量/临时；
+     * 跳转偏移相对下一条（目标 = 当前 + 1 + off）。失败统一经 fail() 写
+     * err（前缀 "codegen error"）。
+     */
+    class Builder {
+    public:
+        /**
+         * @brief 构造生成器
+         * @param proj 工程定义（cycle_limit / dt_ms / 哈希用）
+         * @param units 全部源文件的 AST
+         * @param link 链接结果（POU 顺序 / 符号）
+         * @param cfg 机器定义（machine.toml 强校验后；指令 opcode / 类型 tag / FB 布局）
+         * @param image 输出映像字节
+         * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+         */
+        Builder(const Project& proj, const std::vector<SourceUnit>& units,
+                const LinkResult& link, const MachineConfig& cfg,
+                std::vector<uint8_t>* image, std::string* err)
+            : proj_(proj), units_(units), link_(link), cfg_(cfg), image_(image), err_(err) {
+            // io 绑定分类（名已折小写；不创造变量，只影响操作码选择）
+            for (const IoBinding& b : proj_.io) {
+                std::string key = b.var;
+                for (char& ch : key) {
+                    ch = static_cast<char>(std::tolower(static_cast<unsigned char>(ch)));
+                }
+                if (b.is_input) {
+                    io_input_[key] = true;
+                } else {
+                    io_output_[key] = true;
+                }
+            }
+        }
+
+        /**
+         * @brief 布局数据区 → 布局 FB 实例 → 逐 POU 建函数 → 拼映像
+         * @return true 成功；false（err 已写，前缀 "codegen error"）
+         */
+        bool run() {
+            if (!layout_data()) {
+                return false;
+            }
+            if (!layout_fb_instances()) {
+                return false;
+            }
+            for (const LinkResult::PouScope& sc : link_.scopes) {
+                const POU* pou = find_pou(sc.name);
+                if (pou == nullptr) {
+                    continue;
+                }
+                FuncCtx f;
+                f.name = sc.name;
+                f.pou_name = sc.name;
+                if (!build_function(*pou, &f)) {
+                    return false;
+                }
+                funcs_.push_back(std::move(f));
+            }
+            return assemble_image();
+        }
+
+    private:
+        /**
+         * @brief 记录错误并返回失败。
+         * @param msg 错误消息（自动加前缀 "codegen error: "）
+         * @return 恒 false（便于 return fail(...) 连写）
+         */
+        bool fail(const std::string& msg) {
+            if (err_) {
+                *err_ = "codegen error: " + msg;
+            }
+            return false;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 按名查配置 opcode（MachineConfig 强校验保证存在）
+         * @param name 指令名（大写，如 "ADD"）
+         * @return opcode（找不到返回 0，不应发生）
+         */
+        uint8_t opc(const char* name) const {
+            const ConfigOp* op = cfg_.find_op(name);
+            return op ? static_cast<uint8_t>(op->opcode) : 0;
+        }
+
+        // ---- 指令发射（配置 opcode）----
+        /// 双寄存器指令（rd, rs）。
+        Instr E_rr(const char* name, uint8_t rd, uint8_t rs) {
+            return pack(opc(name), rd, rs, 0);
+        }
+        /// 三寄存器指令（rd, ra, rb）。
+        Instr E_rrr(const char* name, uint8_t rd, uint8_t ra, uint8_t rb) {
+            return pack(opc(name), rd, ra, rb);
+        }
+        /// 立即数指令（imm 拆低/高字节入字段）。
+        Instr E_imm(const char* name, uint8_t rd, uint16_t imm) {
+            return pack(opc(name), rd, static_cast<uint8_t>(imm & 0xFFu),
+                        static_cast<uint8_t>((imm >> 8) & 0xFFu));
+        }
+        /// 槽号指令（slot 复用 imm 字段，u16）。
+        Instr E_slot(const char* name, uint8_t rd, uint16_t slot) {
+            return E_imm(name, rd, slot);
+        }
+        /// 无条件跳转（off 相对下一条指令）。
+        Instr E_jmp(int16_t off) {
+            const uint16_t u = static_cast<uint16_t>(off);
+            return pack(opc("JMP"), 0, static_cast<uint8_t>(u & 0xFFu),
+                        static_cast<uint8_t>((u >> 8) & 0xFFu));
+        }
+        /// 条件跳转（寄存器 r 为真则跳；off 相对下一条指令）。
+        Instr E_jc(const char* name, uint8_t r, int16_t off) {
+            const uint16_t u = static_cast<uint16_t>(off);
+            return pack(opc(name), r, static_cast<uint8_t>(u & 0xFFu),
+                        static_cast<uint8_t>((u >> 8) & 0xFFu));
+        }
+        /// CALL 指令（fn_id 为函数表下标）。
+        Instr E_call(uint16_t fn_id) { return E_imm("CALL", 0, fn_id); }
+        /// RET 指令。
+        Instr E_ret() { return pack(opc("RET"), 0, 0, 0); }
+
+        /**
+         * @brief 按名查 POU AST。
+         * @param name POU 名
+         * @return 找到返回指针；否则 nullptr
+         */
+        const POU* find_pou(const std::string& name) const {
+            for (const SourceUnit& u : units_) {
+                for (const POU& p : u.ast.pous) {
+                    if (p.name == name) {
+                        return &p;
+                    }
+                }
+            }
+            return nullptr;
+        }
+
+        // 每函数的编译态
+        /**
+         * @brief 单个函数的编译状态。
+         * @details 寄存器分配（调用约定）：结果 r0、输入 r1..r7、变量与临时 r8+。
+         */
+        struct FuncCtx {
+            std::string name;              ///< 函数名（函数表行用）
+            std::string pou_name;          ///< 所属 POU 名（实例查找键）
+            std::vector<Instr> code;       ///< 字节码
+            std::map<std::string, uint8_t> regs;  ///< 变量名 → 帧寄存器
+            uint8_t nlocals = 0;           ///< 变量区终点 = 临时寄存器起始
+            uint8_t nregs = 0;             ///< 寄存器峰值（变量 + 临时）
+            uint8_t temp_used = 0;         ///< 本语句已用临时数（语句结束清零）
+            bool is_function = false;      ///< FUNCTION（结果 r0 / 输入只读）
+            std::string result_name;       ///< FUNCTION 名（结果寄存器映射）
+        };
+
+        // FB 实例：字段名 → 数据区槽号
+        /**
+         * @brief FB 实例布局。
+         * @details 字段槽号 = 实例基槽 + 字段序号（跨周期持久）。
+         */
+        struct InstFields {
+            std::map<std::string, uint32_t> field_addr;  ///< 字段名 → 数据区槽号
+            uint32_t base = 0;              ///< 实例基槽
+            std::string type_name;          ///< 实例的 FB 类型名（内建 / 用户）
+        };
+
+        /// 语句开始：清零临时寄存器计数。
+        void begin_stmt(FuncCtx& f) { f.temp_used = 0; }
+
+        /**
+         * @brief 分配一个临时寄存器。
+         * @param f 函数编译态
+         * @return 临时寄存器号（nlocals + 已用数；随用抬高 nregs 峰值）
+         */
+        uint8_t alloc_temp(FuncCtx& f) {
+            const uint8_t r = f.nlocals + f.temp_used;
+            ++f.temp_used;
+            if (static_cast<uint16_t>(f.nlocals) + f.temp_used > f.nregs) {
+                f.nregs = f.nlocals + f.temp_used;
+            }
+            return r;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 编译一个 POU
+         * @details 支持 PROGRAM / FUNCTION / FUNCTION_BLOCK：
+         * FB 不生成业务字节码（调用点内联），只出空函数占位保持 fn_id 一致；
+         * 帧约定（见 Doc/compiler/寄存器码.md）：结果 r0、输入 r1..r7（只读）、
+         * 变量与临时全部从 r8 起
+         */
+        bool build_function(const POU& pou, FuncCtx* f) {
+            if (pou.kind == PouKind::FunctionBlock) {
+                f->nlocals = 8;
+                f->nregs = 8;
+                f->code.push_back(E_ret());
+                return true;
+            }
+            f->is_function = pou.kind == PouKind::Function;
+            f->result_name = pou.name;
+            if (f->is_function) {
+                f->regs[pou.name] = 0;  // 结果寄存器 r0
+                uint8_t idx = 1;
+                for (const VarBlock& b : pou.blocks) {
+                    if (b.section != VarSection::Input) {
+                        continue;
+                    }
+                    for (const VarDecl& d : b.vars) {
+                        f->regs[d.name] = idx++;  // 输入 r1..r7
+                    }
+                }
+            }
+            uint8_t r = 8;  // 变量/临时基址（调用约定区 r0..r7 不占用）
+            for (const VarBlock& b : pou.blocks) {
+                if (b.section == VarSection::External || b.section == VarSection::Global) {
+                    continue;
+                }
+                if (f->is_function && b.section == VarSection::Input) {
+                    continue;
+                }
+                for (const VarDecl& d : b.vars) {
+                    if (d.type.kind == TypeKind::FbUser || d.type.kind == TypeKind::FbBuiltin) {
+                        continue;
+                    }
+                    f->regs[d.name] = r++;
+                }
+            }
+            f->nlocals = r;
+            f->nregs = r;
+            for (const Stmt& st : pou.body) {
+                begin_stmt(*f);
+                if (!compile_stmt(*f, st)) {
+                    return false;
+                }
+            }
+            f->code.push_back(E_ret());
+            return true;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 编译一条语句。
+         * @param f 函数编译态
+         * @param st 语句 AST
+         * @return true 成功；false（err 已写）
+         * @details 支持 IF / WHILE / FB 调用 / 赋值；其他语句报
+         * "statement not supported"。内联 FB 体内左值可能是实例字段
+         * （走 STORE_GLOBAL）；写 FUNCTION 输入报 "cannot write function input"。
+         */
+        bool compile_stmt(FuncCtx& f, const Stmt& st) {
+            if (st.kind == StmtKind::If) {
+                return compile_if(f, st);
+            }
+            if (st.kind == StmtKind::While) {
+                return compile_while(f, st);
+            }
+            if (st.kind == StmtKind::FbCall) {
+                return compile_fb_call(f, st);
+            }
+            if (st.kind != StmtKind::Assign) {
+                return fail("statement not supported");
+            }
+            // 内联 FB 体内：左值可能是实例字段（STORE_GLOBAL）
+            if (inline_fields_) {
+                const auto fit = inline_fields_->field_addr.find(st.target);
+                if (fit != inline_fields_->field_addr.end()) {
+                    const uint8_t t = alloc_temp(f);
+                    if (!compile_expr(f, *st.value, t)) {
+                        return false;
+                    }
+                    f.code.push_back(E_slot("STORE_GLOBAL", t, fit->second));
+                    return true;
+                }
+            }
+            const auto it = f.regs.find(st.target);
+            if (it == f.regs.end()) {
+                return store_target(f, st.target, *st.value);
+            }
+            if (f.is_function && it->second >= 1 && it->second <= 7) {
+                return fail("cannot write function input '" + st.target + "'");
+            }
+            return compile_expr(f, *st.value, it->second);
+        }
+
+        /**
+         * @brief 编译 FB 调用语句。
+         * @param f 函数编译态
+         * @param st FB 调用语句 AST
+         * @return true 成功；false（err 已写）
+         * @details 实参逐项编译后 STORE_GLOBAL 写实例字段；内建 FB
+         * 发 CAL_<TYPE> <实例基槽>；用户 FB 调用点内联展开。
+         * 错误："no instance" / "unknown input" / "no FB type"。
+         */
+        bool compile_fb_call(FuncCtx& f, const Stmt& st) {
+            const InstFields* inst = instance_of(f.pou_name, st.instance);
+            if (inst == nullptr) {
+                return fail("no instance '" + st.instance + "' in '" + f.pou_name + "'");
+            }
+            for (const FbArg& a : st.args) {
+                const auto it = inst->field_addr.find(a.name);
+                if (it == inst->field_addr.end()) {
+                    return fail("unknown input '" + a.name + "' for '" + st.instance + "'");
+                }
+                const uint8_t t = alloc_temp(f);
+                if (!compile_expr(f, *a.value, t)) {
+                    return false;
+                }
+                f.code.push_back(E_slot("STORE_GLOBAL", t, it->second));
+            }
+            // 内建 FB：配置里必须有对应 op 行（强校验保证）→ 直接查配置 opcode
+            const std::string& tn = inst->type_name;
+            if (cfg_.find_op("CAL_" + uppercase_of(tn)) != nullptr &&
+                (tn == "ton" || tn == "tof" || tn == "tp" || tn == "ctu" ||
+                 tn == "ctd" || tn == "ctud" || tn == "r_trig" || tn == "f_trig")) {
+                const std::string opname = "CAL_" + uppercase_of(tn);
+                f.code.push_back(E_slot(opname.c_str(), 0, inst->base));
+                return true;
+            }
+            const POU* fb = find_pou(inst->type_name);
+            if (fb == nullptr) {
+                return fail("no FB type '" + inst->type_name + "'");
+            }
+            return compile_fb_inline(f, *fb, *inst);
+        }
+
+        /// 转大写（内建 FB 名 → 操作码名）。
+        static std::string uppercase_of(const std::string& s) {
+            std::string out = s;
+            for (char& ch : out) {
+                ch = static_cast<char>(std::toupper(static_cast<unsigned char>(ch)));
+            }
+            return out;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 用户 FB 调用点内联展开。
+         * @param f 函数编译态
+         * @param fb 用户 FB 的 POU AST
+         * @param inst 实例布局
+         * @return true 成功；false（err 已写）
+         * @details 临时置 inline_fields_ 使体内变量引用改查实例字段
+         * （编译结束后恢复）。
+         */
+        bool compile_fb_inline(FuncCtx& f, const POU& fb, const InstFields& inst) {
+            const InstFields* saved = inline_fields_;
+            inline_fields_ = &inst;
+            for (const Stmt& s : fb.body) {
+                begin_stmt(f);
+                if (!compile_stmt(f, s)) {
+                    return false;
+                }
+            }
+            inline_fields_ = saved;
+            return true;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 编译 WHILE 循环。
+         * @param f 函数编译态
+         * @param st WHILE 语句 AST
+         * @return true 成功；false（err 已写）
+         * @details 结构：条件 → JF 跳出 → 体 → JMP 回条件；偏移经
+         * patch_jump 回填（相对下一条）。
+         */
+        bool compile_while(FuncCtx& f, const Stmt& st) {
+            const size_t loop = f.code.size();
+            const uint8_t t = alloc_temp(f);
+            if (!compile_expr(f, *st.cond, t)) {
+                return false;
+            }
+            const size_t jf_idx = f.code.size();
+            f.code.push_back(E_jc("JF", t, 0));
+            for (const Stmt& s : st.body) {
+                begin_stmt(f);
+                if (!compile_stmt(f, s)) {
+                    return false;
+                }
+            }
+            const size_t jmp_idx = f.code.size();
+            f.code.push_back(E_jmp(0));
+            patch_jump(f, jmp_idx, loop);
+            patch_jump(f, jf_idx, f.code.size());
+            return true;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 编译 IF / ELSIF / ELSE。
+         * @param f 函数编译态
+         * @param st IF 语句 AST
+         * @return true 成功；false（err 已写）
+         * @details 每条分支：条件 → JF 跳下一条 → 体；分支间 JMP 跳
+         * 公共结束点；偏移经 patch_jump 回填。
+         */
+        bool compile_if(FuncCtx& f, const Stmt& st) {
+            std::vector<std::pair<const Expr*, const std::vector<Stmt>*>> branches;
+            branches.push_back({st.cond.get(), &st.body});
+            for (const IfBranch& b : st.elsifs) {
+                branches.push_back({b.cond.get(), &b.body});
+            }
+            const bool has_else = !st.else_body.empty();
+            std::vector<size_t> end_jmps;
+
+            for (size_t i = 0; i < branches.size(); ++i) {
+                const uint8_t t = alloc_temp(f);
+                if (!compile_expr(f, *branches[i].first, t)) {
+                    return false;
+                }
+                const size_t jf_idx = f.code.size();
+                f.code.push_back(E_jc("JF", t, 0));
+                for (const Stmt& s : *branches[i].second) {
+                    begin_stmt(f);
+                    if (!compile_stmt(f, s)) {
+                        return false;
+                    }
+                }
+                if (i + 1 < branches.size() || has_else) {
+                    const size_t jmp_idx = f.code.size();
+                    f.code.push_back(E_jmp(0));
+                    end_jmps.push_back(jmp_idx);
+                }
+                patch_jump(f, jf_idx, f.code.size());
+            }
+            if (has_else) {
+                for (const Stmt& s : st.else_body) {
+                    begin_stmt(f);
+                    if (!compile_stmt(f, s)) {
+                        return false;
+                    }
+                }
+            }
+            const size_t end = f.code.size();
+            for (const size_t j : end_jmps) {
+                patch_jump(f, j, end);
+            }
+            return true;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 编译左值存储（全局槽）。
+         * @param f 函数编译态
+         * @param target 目标名
+         * @param value 表达式
+         * @return true 成功；false（err 已写）
+         * @details 目标槽号在 link_.global_index 中查；I/O 输入禁止写
+         * （"cannot write to input"）；存储操作码经 store_name 选择
+         * （I/O 输出 STORE_Q，其余 STORE_GLOBAL）。
+         * 错误："no storage for ..." / "cannot write to input ..."。
+         */
+        bool store_target(FuncCtx& f, const std::string& target, const Expr& value) {
+            const auto git = link_.global_index.find(target);
+            if (git == link_.global_index.end()) {
+                return fail("no storage for '" + target + "'");
+            }
+            if (io_input_.count(target)) {
+                return fail("cannot write to input '" + target + "'");
+            }
+            const uint8_t tmp = alloc_temp(f);
+            if (!compile_expr(f, value, tmp)) {
+                return false;
+            }
+            f.code.push_back(E_slot(store_name(target), tmp, static_cast<uint16_t>(git->second)));
+            return true;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 编译表达式到目标寄存器。
+         * @param f 函数编译态
+         * @param e 表达式 AST
+         * @param rd 目标寄存器号
+         * @return true 成功；false（err 已写）
+         * @details 支持：字面量（LOADK，tag 来自配置类型表）、变量/字段引用、
+         * 四则、比较（cmp_name）、NOT、短路 AND/OR（JF/JT）、函数调用
+         * （实参 MOVE 到 r1..r7 后 CALL，结果 MOVE 回 rd）。
+         * 错误："no register or slot" / "no instance" / "unknown field" /
+         * "too many arguments (max 7)" / "no fn_id" / "expression not supported"。
+         */
+        bool compile_expr(FuncCtx& f, const Expr& e, uint8_t rd) {
+            if (e.kind == ExprKind::LitBool || e.kind == ExprKind::LitInt ||
+                e.kind == ExprKind::LitTime) {
+                const char* type_name = e.kind == ExprKind::LitBool ? "BOOL"
+                                       : e.kind == ExprKind::LitInt  ? "INT"
+                                                                     : "TIME";
+                f.code.push_back(E_imm("LOADK", rd, const_id(type_name, e.int_value)));
+                return true;
+            }
+            if (e.kind == ExprKind::VarRef) {
+                if (inline_fields_) {
+                    const auto fit = inline_fields_->field_addr.find(e.name);
+                    if (fit != inline_fields_->field_addr.end()) {
+                        f.code.push_back(E_slot("LOAD_GLOBAL", rd, fit->second));
+                        return true;
+                    }
+                }
+                const auto sit = f.regs.find(e.name);
+                if (sit != f.regs.end()) {
+                    f.code.push_back(E_rr("MOVE", rd, sit->second));
+                    return true;
+                }
+                const auto git = link_.global_index.find(e.name);
+                if (git != link_.global_index.end()) {
+                    f.code.push_back(
+                        E_slot(load_name(e.name), rd, static_cast<uint16_t>(git->second)));
+                    return true;
+                }
+                return fail("no register or slot for '" + e.name + "'");
+            }
+            if (e.kind == ExprKind::Field) {
+                const InstFields* inst = instance_of(f.pou_name, e.name);
+                if (inst == nullptr) {
+                    return fail("no instance '" + e.name + "' in '" + f.pou_name + "'");
+                }
+                const auto fit = inst->field_addr.find(e.field);
+                if (fit == inst->field_addr.end()) {
+                    return fail("unknown field '" + e.field + "' for '" + e.name + "'");
+                }
+                f.code.push_back(E_slot("LOAD_GLOBAL", rd, fit->second));
+                return true;
+            }
+            if (e.kind == ExprKind::Add || e.kind == ExprKind::Sub ||
+                e.kind == ExprKind::Mul || e.kind == ExprKind::Div) {
+                const uint8_t l = alloc_temp(f);
+                if (!compile_expr(f, *e.lhs, l)) {
+                    return false;
+                }
+                const uint8_t r = alloc_temp(f);
+                if (!compile_expr(f, *e.rhs, r)) {
+                    return false;
+                }
+                f.code.push_back(E_rrr(arith_name(e.kind), rd, l, r));
+                return true;
+            }
+            if (e.kind == ExprKind::Cmp) {
+                const uint8_t l = alloc_temp(f);
+                if (!compile_expr(f, *e.lhs, l)) {
+                    return false;
+                }
+                const uint8_t r = alloc_temp(f);
+                if (!compile_expr(f, *e.rhs, r)) {
+                    return false;
+                }
+                f.code.push_back(E_rrr(cmp_name(e.op), rd, l, r));
+                return true;
+            }
+            if (e.kind == ExprKind::Not) {
+                const uint8_t t = alloc_temp(f);
+                if (!compile_expr(f, *e.operand, t)) {
+                    return false;
+                }
+                f.code.push_back(E_rr("NOT", rd, t));
+                return true;
+            }
+            if (e.kind == ExprKind::And || e.kind == ExprKind::Or) {
+                if (!compile_expr(f, *e.lhs, rd)) {
+                    return false;
+                }
+                const char* jname = (e.kind == ExprKind::And) ? "JF" : "JT";
+                const size_t jmp_idx = f.code.size();
+                f.code.push_back(E_jc(jname, rd, 0));
+                const uint8_t t = alloc_temp(f);
+                if (!compile_expr(f, *e.rhs, t)) {
+                    return false;
+                }
+                f.code.push_back(E_rr("MOVE", rd, t));
+                patch_jump(f, jmp_idx, f.code.size());
+                return true;
+            }
+            if (e.kind == ExprKind::Call) {
+                if (e.args.size() > 7) {
+                    return fail("too many arguments (max 7)");
+                }
+                std::vector<uint8_t> args;
+                for (const auto& a : e.args) {
+                    const uint8_t t = alloc_temp(f);
+                    if (!compile_expr(f, *a, t)) {
+                        return false;
+                    }
+                    args.push_back(t);
+                }
+                const int fn_id = find_fn_id(e.name);
+                if (fn_id < 0) {
+                    return fail("no fn_id for '" + e.name + "'");
+                }
+                for (size_t i = 0; i < args.size(); ++i) {
+                    f.code.push_back(E_rr("MOVE", static_cast<uint8_t>(1 + i), args[i]));
+                }
+                f.code.push_back(E_call(static_cast<uint16_t>(fn_id)));
+                f.code.push_back(E_rr("MOVE", rd, 0));
+                return true;
+            }
+            return fail("expression not supported");
+        }
+
+        /**
+         * @brief 按名查 fn_id（函数表下标）。
+         * @param name 函数名
+         * @return 找到返回下标；否则 -1
+         */
+        int find_fn_id(const std::string& name) const {
+            for (size_t i = 0; i < link_.scopes.size(); ++i) {
+                if (link_.scopes[i].name == name) {
+                    return static_cast<int>(i);
+                }
+            }
+            return -1;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 回填跳转偏移。
+         * @param f 函数编译态
+         * @param idx 跳转指令下标
+         * @param target_idx 目标指令下标
+         * @details 偏移相对下一条：目标 = 当前 + 1 + off（off 为
+         * int16，重写指令的低 16 位）。
+         */
+        void patch_jump(FuncCtx& f, size_t idx, size_t target_idx) {
+            const int16_t off = static_cast<int16_t>(
+                static_cast<int64_t>(target_idx) - (static_cast<int64_t>(idx) + 1));
+            const Instr w = f.code[idx];
+            const uint16_t u = static_cast<uint16_t>(off);
+            f.code[idx] = pack(op_of(w), rd_of(w), static_cast<uint8_t>(u & 0xFFu),
+                               static_cast<uint8_t>((u >> 8) & 0xFFu));
+        }
+
+        // ---- 操作码名（MachineConfig 已强校验存在）----
+        /// 四则运算操作码名（Add→"ADD" 等；未知回退 "ADD"）。
+        static const char* arith_name(ExprKind k) {
+            switch (k) {
+                case ExprKind::Add: return "ADD";
+                case ExprKind::Sub: return "SUB";
+                case ExprKind::Mul: return "MUL";
+                case ExprKind::Div: return "DIV";
+                default: return "ADD";
+            }
+        }
+        /// 比较操作码名（Eq→"CMP_EQ" 等；未知回退 "CMP_EQ"）。
+        static const char* cmp_name(BinOp op) {
+            switch (op) {
+                case BinOp::Eq: return "CMP_EQ";
+                case BinOp::Ne: return "CMP_NE";
+                case BinOp::Lt: return "CMP_LT";
+                case BinOp::Le: return "CMP_LE";
+                case BinOp::Gt: return "CMP_GT";
+                case BinOp::Ge: return "CMP_GE";
+                default: return "CMP_EQ";
+            }
+        }
+        /// 加载操作码选择：I/O 输入走 LOAD_I，其余 LOAD_GLOBAL。
+        const char* load_name(const std::string& name) const {
+            return io_input_.count(name) ? "LOAD_I" : "LOAD_GLOBAL";
+        }
+        /// 存储操作码选择：I/O 输出走 STORE_Q，其余 STORE_GLOBAL。
+        const char* store_name(const std::string& name) const {
+            return io_output_.count(name) ? "STORE_Q" : "STORE_GLOBAL";
+        }
+
+        /**
+         * @brief 布局全局数据区。
+         * @return true 成功；false（err 已写）
+         * @details 每槽 8 字节定宽小端，槽号 × 8 定位；初值按类型元数据
+         * 写（宽度 2 写 u16、8 写 u64、否则写 0/1；别名先经 type_meta 解析）。
+         * 错误："data area exceeds slot range" / "no type in machine.toml" /
+         * "float initializer not supported yet"。
+         */
+        bool layout_data() {
+            for (const Symbol& s : link_.globals) {
+                if (s.address > 0xFFFF) {
+                    return fail("data area exceeds slot range");
+                }
+                bool has_init = false;
+                int64_t init = 0;
+                init_of(s.name, &has_init, &init);
+                const int64_t v = has_init ? init : 0;
+                const size_t off = static_cast<size_t>(s.address) * 8;
+                data_.resize(off + 8, 0);
+                // 初值按类型元数据写（配置别名 → 基元宽度/浮点）
+                const TypeMeta tm = type_meta(cfg_, s.type_name);
+                if (!tm) {
+                    return fail("no type in machine.toml for '" + s.type_name + "'");
+                }
+                if (tm.is_float()) {
+                    return fail("float initializer not supported yet");
+                }
+                if (tm.width() == 2) {
+                    const uint16_t iv = static_cast<uint16_t>(v);
+                    data_[off] = static_cast<uint8_t>(iv & 0xFFu);
+                    data_[off + 1] = static_cast<uint8_t>((iv >> 8) & 0xFFu);
+                } else if (tm.width() == 8) {
+                    const uint64_t tv = static_cast<uint64_t>(v);
+                    for (int i = 0; i < 8; ++i) {
+                        data_[off + i] = static_cast<uint8_t>((tv >> (8 * i)) & 0xFFu);
+                    }
+                } else {
+                    data_[off] = v ? 1 : 0;
+                }
+            }
+            return true;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 布局 FB 实例块（全局区之后顺序追加）。
+         * @return true 成功；false（err 已写）
+         * @details 实例 key 为 "POU名/实例名"；字段槽号 = 基槽 + 字段序号。
+         * 错误："no layout for instance ..."。
+         */
+        bool layout_fb_instances() {
+            uint32_t cur = static_cast<uint32_t>(data_.size() / 8);
+            bool any = false;
+            for (const LinkResult::PouScope& sc : link_.scopes) {
+                for (const Symbol& s : sc.syms) {
+                    if (s.kind != SymbolKind::FbInstance) {
+                        continue;
+                    }
+                    const auto lay = sc.fb_instances.find(s.name);
+                    if (lay == sc.fb_instances.end()) {
+                        return fail("no layout for instance '" + s.name + "'");
+                    }
+                    InstFields inst;
+                    inst.base = cur;
+                    inst.type_name = s.type_name;
+                    for (size_t i = 0; i < lay->second.fields.size(); ++i) {
+                        inst.field_addr[lay->second.fields[i].name] = cur + i;
+                    }
+                    cur += static_cast<uint32_t>(lay->second.fields.size());
+                    instances_[sc.name + "/" + s.name] = inst;
+                    any = true;
+                }
+            }
+            if (any) {
+                data_.resize(static_cast<size_t>(cur) * 8, 0);
+            }
+            return true;
+        }
+
+        /// 按 "POU名/实例名" 查实例布局；找不到返回 nullptr。
+        const InstFields* instance_of(const std::string& pou,
+                                      const std::string& name) const {
+            const auto it = instances_.find(pou + "/" + name);
+            return it == instances_.end() ? nullptr : &it->second;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 查全局变量初值（源文件 globals 段）。
+         * @param name 变量名
+         * @param has_init 输出：是否有初值
+         * @param init 输出：初值
+         */
+        void init_of(const std::string& name, bool* has_init, int64_t* init) const {
+            for (const SourceUnit& u : units_) {
+                for (const VarBlock& b : u.ast.globals) {
+                    for (const VarDecl& d : b.vars) {
+                        if (d.name == name) {
+                            *has_init = d.has_init;
+                            *init = d.init_value;
+                            return;
+                        }
+                    }
+                }
+            }
+            *has_init = false;
+            *init = 0;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 取常量表 id（无则追加）
+         * @param type_name 语言类型名（"BOOL"/"INT"/"TIME"）→ 配置 tag（契约）
+         * @param value 常量值
+         * @return const_id（u16）
+         */
+        uint16_t const_id(const char* type_name, int64_t value) {
+            const TypeMeta tm = type_meta(cfg_, type_name);
+            const uint32_t tag = tm ? tm.tag() : 0;
+            for (size_t i = 0; i < consts_.size(); ++i) {
+                if (consts_[i].tag == tag && consts_[i].value == static_cast<uint64_t>(value)) {
+                    return static_cast<uint16_t>(i);
+                }
+            }
+            consts_.push_back({tag, static_cast<uint64_t>(value)});
+            return static_cast<uint16_t>(consts_.size() - 1);
+        }
+
+        /**
+         * @brief 拼装最终映像。
+         * @return true 成功；false（err 已写）
+         * @details 布局：头(104) + 常量表 + 函数表 + 字节码 + 数据段 +
+         * SHA-256 文件尾；型号标识 @72；头内各段偏移（52..68）与函数表
+         * code_offset 小端写入；SHA-256 对文件尾之前全部内容计算。
+         */
+        bool assemble_image() {
+            const uint32_t off_const = static_cast<uint32_t>(kHeaderSize);
+            const uint32_t off_funcs = off_const +
+                static_cast<uint32_t>(consts_.size()) * static_cast<uint32_t>(kConstEntrySize);
+            uint32_t off_code = off_funcs +
+                static_cast<uint32_t>(funcs_.size()) * static_cast<uint32_t>(kFuncRowSize);
+            uint32_t code_total = 0;
+            for (const FuncCtx& f : funcs_) {
+                code_total += static_cast<uint32_t>(f.code.size()) * 4;
+            }
+            const uint32_t off_data = off_code + code_total;
+            const uint32_t off_end = off_data + static_cast<uint32_t>(data_.size()) +
+                                     static_cast<uint32_t>(kSha256Size);
+
+            std::vector<uint8_t>& b = *image_;
+            b.assign(off_end, 0);
+            put_le32(b, 0, kMagic);
+            put_le32(b, 4, kVersion);
+            put_le32(b, 8, proj_.cycle_limit);
+            put_le32(b, 12, proj_.dt_ms);
+
+            uint64_t hash = kFnvBasis;
+            if (!compute_project_hash(proj_, &hash, err_)) {
+                return false;
+            }
+            put_le64(b, 16, hash);
+
+            uint32_t entry = 0;
+            for (size_t i = 0; i < funcs_.size(); ++i) {
+                if (funcs_[i].name == "main") {
+                    entry = static_cast<uint32_t>(i);
+                }
+            }
+            put_le32(b, 24, entry);
+            put_le32(b, 28, static_cast<uint32_t>(link_.globals.size()));
+            put_le32(b, 32, 0);
+            put_le32(b, 36, 0);
+            put_le32(b, 40, 0);
+            put_le32(b, 44, static_cast<uint32_t>(consts_.size()));
+            put_le32(b, 48, static_cast<uint32_t>(funcs_.size()));
+            put_le32(b, 52, off_const);
+            put_le32(b, 56, off_funcs);
+            put_le32(b, 60, off_code);
+            put_le32(b, 64, off_data);
+            put_le32(b, 68, off_data);
+
+            // 型号标识[32]（偏移 72；12.13 修订）
+            char mid[kModelIdSize];
+            fill_model_id(cfg_.model_name(), cfg_.version(), mid);
+            for (size_t i = 0; i < kModelIdSize; ++i) {
+                b[72 + i] = static_cast<uint8_t>(mid[i]);
+            }
+
+            for (size_t i = 0; i < consts_.size(); ++i) {
+                const size_t o = off_const + i * kConstEntrySize;
+                put_le32(b, o, consts_[i].tag);
+                put_le64(b, o + 4, consts_[i].value);
+            }
+
+            uint32_t c = off_code;
+            for (size_t i = 0; i < funcs_.size(); ++i) {
+                const FuncCtx& f = funcs_[i];
+                const size_t o = off_funcs + i * kFuncRowSize;
+                put_le32(b, o, f.nregs);
+                put_le32(b, o + 8, static_cast<uint32_t>(f.code.size()));
+                for (const Instr in : f.code) {
+                    put_le32(b, c, in);
+                    c += 4;
+                }
+            }
+            uint32_t acc = 0;
+            for (size_t i = 0; i < funcs_.size(); ++i) {
+                const size_t o = off_funcs + i * kFuncRowSize;
+                put_le32(b, o + 4, acc);
+                acc += static_cast<uint32_t>(funcs_[i].code.size()) * 4;
+            }
+
+            for (size_t i = 0; i < data_.size(); ++i) {
+                b[off_data + i] = data_[i];
+            }
+
+            // 文件尾 SHA-256（对文件尾之前全部内容计算）
+            const size_t content_len = off_data + data_.size();
+            uint8_t digest[kSha256Size];
+            sha256(&b[0], content_len, digest);
+            for (size_t i = 0; i < kSha256Size; ++i) {
+                b[content_len + i] = digest[i];
+            }
+            return true;
+        }
+
+        /// 小端写 32 位。
+        static void put_le32(std::vector<uint8_t>& b, size_t off, uint32_t v) {
+            b[off + 0] = static_cast<uint8_t>(v & 0xFFu);
+            b[off + 1] = static_cast<uint8_t>((v >> 8) & 0xFFu);
+            b[off + 2] = static_cast<uint8_t>((v >> 16) & 0xFFu);
+            b[off + 3] = static_cast<uint8_t>((v >> 24) & 0xFFu);
+        }
+        /// 小端写 64 位。
+        static void put_le64(std::vector<uint8_t>& b, size_t off, uint64_t v) {
+            for (int i = 0; i < 8; ++i) {
+                b[off + i] = static_cast<uint8_t>((v >> (8 * i)) & 0xFFu);
+            }
+        }
+
+        // ---- 成员 ----
+        const Project& proj_;                     ///< 工程定义（cycle_limit / dt_ms / 哈希）
+        const std::vector<SourceUnit>& units_;    ///< 全部源文件 AST
+        const LinkResult& link_;                  ///< 链接结果（POU 顺序 / 全局符号 / FB 布局）
+        const MachineConfig& cfg_;                ///< 机器定义（opcode / tag / FB 布局）
+        std::vector<uint8_t>* image_;             ///< 输出映像字节
+        std::string* err_;                        ///< 错误输出（可为 nullptr）
+        std::vector<FuncCtx> funcs_;              ///< 已编译函数
+        std::vector<ConstEntry> consts_;          ///< 常量表（tag + value）
+        std::map<std::string, bool> io_input_;    ///< I/O 输入变量名集合（小写；只影响操作码选择）
+        std::map<std::string, bool> io_output_;   ///< I/O 输出变量名集合（小写；只影响操作码选择）
+        std::vector<uint8_t> data_;               ///< 全局数据区字节（每槽 8 字节定宽）
+        std::map<std::string, InstFields> instances_;  ///< "POU名/实例名" → 实例布局
+        const InstFields* inline_fields_ = nullptr;    ///< 内联 FB 字段表（非空 = 正在内联 FB 体）
+    };
+
+}  // namespace
+
+/**
+ * @brief 编译工程为 .stb 映像字节（对外入口）。
+ * @param proj 工程定义
+ * @param units 全部源文件的 AST
+ * @param link 链接结果
+ * @param cfg 机器定义（machine.toml）
+ * @param image 输出映像字节
+ * @param err 错误输出；可为 nullptr
+ * @return true 成功；false（err 前缀 "codegen error"）
+ */
+bool codegen_project(const Project& proj, const std::vector<SourceUnit>& units,
+                     const LinkResult& link, const MachineConfig& cfg,
+                     std::vector<uint8_t>* image, std::string* err) {
+    Builder b(proj, units, link, cfg, image, err);
+    return b.run();
+}
+
+}  // namespace compiler

compiler/src/Lexer.cpp

@@ -0,0 +1,489 @@
+/**
+ * @file Lexer.cpp
+ * @brief ST 子集词法分析
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details 设计说明（详见 Doc/compiler/词法.md）：
+ * - 主循环：跳过空白/注释 → 文件末尾推 END → 否则 lex_one 识别一个 token
+ * - 大小写：关键字匹配与标识符存储统一折小写（与 IEC 一致）
+ * - 行列：line/col 从 1 起；token 记录【起始】位置（消费会推进行列，
+ *   故 lex_one 入口先捕获 tok_line_/tok_col_）
+ * - 错误：稳定前缀 "lex error" + 文件 + 行列，供测试按类别匹配
+ *
+ * 函数清单：
+ * - time_unit_ms        TIME 字面量单位 → 毫秒倍数（未知返回 -1）
+ * - Lexer::Lexer        （构造）存源文本/文件名/输出指针，行列初始 (1,1)
+ * - Lexer::run          主循环：跳空白注释 → 文件尾推 END → lex_one
+ * - Lexer::fail         组装 "lex error: <msg> (file, line, col)" 返回 false
+ * - Lexer::cur          当前字符（不消费）
+ * - Lexer::at_end       是否已到源文末尾
+ * - Lexer::advance      消费一个字符并推进行列（\n 行+1 列复位）
+ * - Lexer::skip_space_and_comments  跳过空白与 (* *) 注释（不嵌套，未闭合报错）
+ * - Lexer::push         用 token 起始位置产出 token 入流
+ * - Lexer::lex_one      识别一个 token（T# → 标识符/关键字 → 整数 → 符号 → 报错）
+ * - Lexer::lex_time     解析 T#<int><单位>... 段式 TIME 字面量，累加毫秒
+ * - lex                 对外入口：清空输出 → 构造 Lexer → run
+ * - lex_file            读文件后调 lex；打不开算 lex error
+ */
+
+#include "compiler/Lexer.h"
+
+#include <cctype>
+#include <cstdio>
+#include <fstream>
+#include <string>
+
+namespace compiler {
+namespace {
+
+    /**
+     * @brief 关键字表：小写键 → Tok。
+     * @details 与 Doc/compiler/词法.md 的冻结表一致（12.5 修订补入
+     *          then/do）；数值即 token 类型，只追加不删改。
+     */
+    const struct {
+        const char* key;
+        Tok tok;
+    } kKeywords[] = {
+        // POU 外壳
+        {"program", Tok::PROGRAM},
+        {"function", Tok::FUNCTION},
+        {"function_block", Tok::FUNCTION_BLOCK},
+        {"end_program", Tok::END_PROGRAM},
+        {"end_function", Tok::END_FUNCTION},
+        {"end_function_block", Tok::END_FUNCTION_BLOCK},
+        // 变量段
+        {"var", Tok::VAR},
+        {"var_input", Tok::VAR_INPUT},
+        {"var_output", Tok::VAR_OUTPUT},
+        {"var_global", Tok::VAR_GLOBAL},
+        {"var_external", Tok::VAR_EXTERNAL},
+        {"end_var", Tok::END_VAR},
+        // 类型
+        {"bool", Tok::BOOL},
+        {"int", Tok::INT},
+        {"time", Tok::TIME},
+        // 控制
+        {"if", Tok::IF},
+        {"elsif", Tok::ELSIF},
+        {"else", Tok::ELSE},
+        {"end_if", Tok::END_IF},
+        {"while", Tok::WHILE},
+        {"end_while", Tok::END_WHILE},
+        {"then", Tok::THEN},  // 12.5 修订：IF…THEN 语法需要
+        {"do", Tok::DO},      // 12.5 修订：WHILE…DO 语法需要
+        // 逻辑
+        {"and", Tok::AND},
+        {"or", Tok::OR},
+        {"not", Tok::NOT},
+        // 字面量
+        {"true", Tok::TRUE},
+        {"false", Tok::FALSE},
+        // 内置 FB 类型名（12.11 扩充为 8 个）
+        {"ton", Tok::TON},
+        {"tof", Tok::TOF},
+        {"tp", Tok::TP},
+        {"ctu", Tok::CTU},
+        {"ctd", Tok::CTD},
+        {"ctud", Tok::CTUD},
+        {"r_trig", Tok::R_TRIG},
+        {"f_trig", Tok::F_TRIG},
+    };
+
+    /**
+     * @brief TIME 字面量单位换算为毫秒倍数
+     * @param unit 单位字符串（小写）：ms / s / m / h / d
+     * @return 对应毫秒倍数；未知单位返回 -1
+     */
+    int64_t time_unit_ms(const std::string& unit) {
+        if (unit == "ms") return 1;
+        if (unit == "s") return 1000;
+        if (unit == "m") return 60000;
+        if (unit == "h") return 3600000;
+        if (unit == "d") return 86400000;
+        return -1;  // 未知单位
+    }
+
+    /**
+     * @brief ST 单遍扫描器
+     *
+     * @details pos_ 指向当前字符，line_/col_ 是它所在的 1 起行列。
+     * 所有成员函数不抛异常，出错即返回 false 并写 err_。
+     */
+    class Lexer {
+    public:
+        /**
+         * @brief 构造扫描器
+         * @param source_file 源文件名（报错与 token 的 source_file 用）
+         * @param content 源文本（引用外部存储，不拷贝）
+         * @param out token 流输出（run 前应为空）
+         * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+         */
+        Lexer(const std::string& source_file, const std::string& content,
+              std::vector<Token>* out, std::string* err)
+            : src_(content), sf_(source_file), out_(out), err_(err),
+              pos_(0), line_(1), col_(1) {}
+
+        /**
+         * @brief 主循环：跳空白/注释 → 文件尾推 END → lex_one
+         * @return true 成功（out 以 END 收尾）；false 词法错误（err 已写）
+         */
+        bool run() {
+            while (true) {
+                if (!skip_space_and_comments()) {
+                    return false;
+                }
+                if (pos_ >= src_.size()) {
+                    push(Tok::END, "", 0);
+                    return true;
+                }
+                if (!lex_one()) {
+                    return false;
+                }
+            }
+        }
+
+    private:
+        /**
+         * @brief 组装 "lex error: <msg> (file, line, col)" 写入 err
+         * @param msg 错误描述（不含前缀与位置）
+         * @return 恒 false（便于 return fail(...) 一行退出）
+         */
+        bool fail(const std::string& msg) {
+            if (err_) {
+                char buf[128];
+                std::snprintf(buf, sizeof buf, " (%s, line %u, col %u)",
+                              sf_.c_str(), line_, col_);
+                *err_ = "lex error: " + msg + buf;
+            }
+            return false;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 当前字符（不消费）
+         * @return src_[pos_]；调用前需保证 !at_end()
+         */
+        char cur() const { return src_[pos_]; }
+
+        /**
+         * @brief 是否已到源文末尾
+         * @return pos_ >= src_.size()
+         */
+        bool at_end() const { return pos_ >= src_.size(); }
+
+        /**
+         * @brief 消费一个字符并推进行列
+         *
+         * @details '\n' → 行 +1、列复位 1；其他字符 → 列 +1。
+         * 注意：token 的起始行列要在此前捕获（见 lex_one）。
+         */
+        void advance() {
+            if (cur() == '\n') {
+                ++line_;
+                col_ = 1;
+            } else {
+                ++col_;
+            }
+            ++pos_;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 跳过空白与 (* *) 注释
+         *
+         * @details 第一版注释不嵌套：遇到第一个 "*) 即结束
+         * （IEC 允许嵌套，留待以后）。未闭合 → lex error。
+         * @return true 正常；false 未闭合注释（err 已写）
+         */
+        bool skip_space_and_comments() {
+            while (!at_end()) {
+                if (std::isspace(static_cast<unsigned char>(cur()))) {
+                    advance();
+                } else if (cur() == '(' && pos_ + 1 < src_.size() &&
+                           src_[pos_ + 1] == '*') {
+                    advance();
+                    advance();  // 跳过 "(*"
+                    bool closed = false;
+                    while (!at_end()) {
+                        if (cur() == '*' && pos_ + 1 < src_.size() &&
+                            src_[pos_ + 1] == ')') {
+                            advance();
+                            advance();
+                            closed = true;
+                            break;
+                        }
+                        advance();
+                    }
+                    if (!closed) {
+                        return fail("unterminated comment");
+                    }
+                } else {
+                    break;
+                }
+            }
+            return true;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 产出 token 入流
+         *
+         * @details 位置用 tok_line_/tok_col_（本 token 起始位置，
+         * 而非 push 时刻的位置——此时消费已推进了行列）。
+         * @param type token 类型
+         * @param text 文本（标识符/关键字的小写形；字面量原文）
+         * @param value 字面量值（INT_LIT / TIME_LIT 毫秒；其他为 0）
+         */
+        void push(Tok type, const std::string& text, int64_t value) {
+            Token t;
+            t.type = type;
+            t.text = text;
+            t.int_value = value;
+            t.source_file = sf_;
+            t.line = tok_line_;
+            t.col = tok_col_;
+            out_->push_back(t);
+        }
+
+        /**
+         * @brief 识别一个 token（当前字符开始）
+         *
+         * @details 分支顺序有讲究：
+         * 1. T#（TIME 字面量）必须优先于标识符——'T' 是字母，否则会被
+         *    标识符分支吃掉；"timer" 这类普通词不受影响（只匹配 T#）。
+         * 2. 标识符/关键字（含下划线，字母/数字/下划线组成）。
+         * 3. 整数（纯数字；负数不是字面量，-5 是 MINUS + 5）。
+         * 4. 符号：:= <> <= >= 最长匹配优先。
+         * @return true 成功（已消费并 push）；false 非法字符（err 已写）
+         */
+        bool lex_one() {
+            // 记录本 token 起始位置（push 时消费已经推进了行列）
+            tok_line_ = line_;
+            tok_col_ = col_;
+            const char c = cur();
+
+            // TIME 字面量：T#（大小写不敏感）优先于标识符
+            if ((c == 't' || c == 'T') && pos_ + 1 < src_.size() && src_[pos_ + 1] == '#') {
+                return lex_time();
+            }
+
+            // 标识符 / 关键字：统一折小写存入 text（内部形），
+            // 关键字命中即分类，否则 IDENT（用户定义名 / 内建类型名都走这里）。
+            if (std::isalpha(static_cast<unsigned char>(c)) || c == '_') {
+                const uint32_t start = pos_;
+                while (!at_end() &&
+                       (std::isalnum(static_cast<unsigned char>(cur())) || cur() == '_')) {
+                    advance();
+                }
+                std::string word = src_.substr(start, pos_ - start);
+                for (char& ch : word) {
+                    ch = static_cast<char>(std::tolower(static_cast<unsigned char>(ch)));
+                }
+                for (const auto& kw : kKeywords) {
+                    if (word == kw.key) {
+                        push(kw.tok, kw.key, 0);
+                        return true;
+                    }
+                }
+                push(Tok::IDENT, word, 0);
+                return true;
+            }
+
+            // 整数：十进制 [0-9]+，int64_t 存储；
+            // 溢出检查在累加前做（v 上限 INT64_MAX）。
+            if (std::isdigit(static_cast<unsigned char>(c))) {
+                const uint32_t start = pos_;
+                while (!at_end() && std::isdigit(static_cast<unsigned char>(cur()))) {
+                    advance();
+                }
+                const std::string digits = src_.substr(start, pos_ - start);
+                uint64_t v = 0;
+                for (const char ch : digits) {
+                    const uint64_t d = static_cast<uint64_t>(ch - '0');
+                    if (v > (static_cast<uint64_t>(INT64_MAX) - d) / 10) {
+                        return fail("integer literal too large");
+                    }
+                    v = v * 10 + d;
+                }
+                push(Tok::INT_LIT, digits, static_cast<int64_t>(v));
+                return true;
+            }
+
+            // 符号：两字符符（:= <> <= >=）优先于单字符；
+            // 其余单字符各归一类，非法字符直接报错。
+            switch (c) {
+                case ':':
+                    if (pos_ + 1 < src_.size() && src_[pos_ + 1] == '=') {
+                        advance();
+                        advance();
+                        push(Tok::ASSIGN, ":=", 0);
+                    } else {
+                        advance();
+                        push(Tok::COLON, ":", 0);
+                    }
+                    return true;
+                case '=':
+                    advance();
+                    push(Tok::EQ, "=", 0);
+                    return true;
+                case '<':
+                    if (pos_ + 1 < src_.size() && src_[pos_ + 1] == '=') {
+                        advance();
+                        advance();
+                        push(Tok::LE, "<=", 0);
+                    } else if (pos_ + 1 < src_.size() && src_[pos_ + 1] == '>') {
+                        advance();
+                        advance();
+                        push(Tok::NE, "<>", 0);
+                    } else {
+                        advance();
+                        push(Tok::LT, "<", 0);
+                    }
+                    return true;
+                case '>':
+                    if (pos_ + 1 < src_.size() && src_[pos_ + 1] == '=') {
+                        advance();
+                        advance();
+                        push(Tok::GE, ">=", 0);
+                    } else {
+                        advance();
+                        push(Tok::GT, ">", 0);
+                    }
+                    return true;
+                case '+':
+                    advance();
+                    push(Tok::PLUS, "+", 0);
+                    return true;
+                case '-':
+                    advance();
+                    push(Tok::MINUS, "-", 0);
+                    return true;
+                case '*':
+                    advance();
+                    push(Tok::STAR, "*", 0);
+                    return true;
+                case '/':
+                    advance();
+                    push(Tok::SLASH, "/", 0);
+                    return true;
+                case '(':
+                    advance();
+                    push(Tok::LPAREN, "(", 0);
+                    return true;
+                case ')':
+                    advance();
+                    push(Tok::RPAREN, ")", 0);
+                    return true;
+                case ',':
+                    advance();
+                    push(Tok::COMMA, ",", 0);
+                    return true;
+                case ';':
+                    advance();
+                    push(Tok::SEMI, ";", 0);
+                    return true;
+                case '.':
+                    advance();
+                    push(Tok::DOT, ".", 0);
+                    return true;
+                default:
+                    return fail(std::string("illegal character '") + c + "'");
+            }
+        }
+
+        /**
+         * @brief 解析 T#<整数><单位> 段式 TIME 字面量
+         *
+         * @details 段可多个，每段 = 数字 + 单位（ms/s/m/h/d，大小写不敏感）：
+         * T#10ms → 10；T#1s250ms → 1250；T#2h → 7200000。
+         * @return true 成功（push TIME_LIT，int_value 为毫秒）；
+         *         false 缺段 / 未知单位 / 数字溢出（err 已写）
+         */
+        bool lex_time() {
+            const uint32_t start = pos_;
+            advance();  // T
+            advance();  // #
+            int64_t total = 0;
+            bool any = false;
+            while (!at_end() && std::isdigit(static_cast<unsigned char>(cur()))) {
+                uint64_t v = 0;
+                while (!at_end() && std::isdigit(static_cast<unsigned char>(cur()))) {
+                    const uint64_t d = static_cast<uint64_t>(cur() - '0');
+                    if (v > (static_cast<uint64_t>(INT64_MAX) - d) / 10) {
+                        return fail("bad time literal");
+                    }
+                    v = v * 10 + d;
+                    advance();
+                }
+                std::string unit;
+                while (!at_end() && std::isalpha(static_cast<unsigned char>(cur()))) {
+                    unit += static_cast<char>(
+                        std::tolower(static_cast<unsigned char>(cur())));
+                    advance();
+                }
+                const int64_t mult = time_unit_ms(unit);
+                if (mult < 0) {
+                    return fail("bad time literal");
+                }
+                total += static_cast<int64_t>(v) * mult;
+                any = true;
+            }
+            if (!any) {
+                return fail("bad time literal");
+            }
+            push(Tok::TIME_LIT, src_.substr(start, pos_ - start), total);
+            return true;
+        }
+
+        // ---- 状态 ----
+        const std::string& src_;      ///< 源文本（外部所有，不拷贝）
+        const std::string& sf_;       ///< 源文件名（报错用）
+        std::vector<Token>* out_;     ///< token 流输出
+        std::string* err_;            ///< 错误输出（可空）
+        size_t pos_;                  ///< 当前字符下标
+        uint32_t line_;               ///< 当前行（1 起）
+        uint32_t col_;                ///< 当前列（1 起）
+        uint32_t tok_line_ = 1;       ///< 本 token 起始行（push 时用）
+        uint32_t tok_col_ = 1;        ///< 本 token 起始列（push 时用）
+    };
+
+}  // namespace
+
+/**
+ * @brief 对源文本做词法分析（对外入口）
+ *
+ * @details 成功时 out 以 END token 结尾；失败时 out 内容不保证
+ * （调用方以返回值为准）。
+ * @param source_file 源文件名（写入每个 token 的 source_file）
+ * @param content 源文本
+ * @param out 输出 token 流（先清空）
+ * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+ * @return true 成功；false 失败（err 前缀 "lex error"）
+ */
+bool lex(const std::string& source_file, const std::string& content,
+         std::vector<Token>* out, std::string* err) {
+    out->clear();
+    Lexer l(source_file, content, out, err);
+    return l.run();
+}
+
+/**
+ * @brief 读取文件后词法分析
+ * @param path 文件路径
+ * @param out 输出 token 流
+ * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+ * @return true 成功；false 失败（文件打不开也算 lex error）
+ */
+bool lex_file(const std::string& path, std::vector<Token>* out, std::string* err) {
+    std::ifstream in(path, std::ios::binary);
+    if (!in) {
+        if (err) {
+            *err = "lex error: cannot open file (" + path + ")";
+        }
+        return false;
+    }
+    std::string content((std::istreambuf_iterator<char>(in)),
+                        std::istreambuf_iterator<char>());
+    return lex(path, content, out, err);
+}
+
+}  // namespace compiler

compiler/src/Linker.cpp

@@ -0,0 +1,759 @@
+/**
+ * @file Linker.cpp
+ * @brief 符号表与链接
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details 设计说明（详见 Doc/compiler/符号表与链接.md）：
+ * - 流程：收集导出（gvl 校验/全局定槽/POU 登记）→ 用户 FB 类型布局
+ *   → 逐 POU 局部符号与引用解析 → 函数调用图环检测 → io 校验 → 入口校验
+ * - 数据区定址：v1 单一数据区，全局（含 I/Q/M）按声明顺序编槽号
+ * - 错误：稳定前缀 "link error" + 文件（+ 行列可选）
+ *
+ * 函数清单：
+ * - kind_name            符号种类 → 文本名（global/external/local/…）
+ * - type_str             类型引用 → 文本名（bool/int/time/fb 名）
+ * - is_scalar            是否为标量类型（BOOL/INT/TIME）
+ * - builtin_layout       内建 FB 名 → 冻结布局（ton/tof/ctu），未知返回 nullptr
+ * - Linker::Linker      （构造）存工程/源文件/输出指针，规范化 gvl 路径
+ * - Linker::run          链接主流程（6 步，任一步失败即停）
+ * - Linker::fail         组装 "link error: <msg> (file[, line, col])" 返回 false
+ * - Linker::is_gvl_file  路径是否工程指定的 gvl 文件（规范化比较）
+ * - collect_exports      收集全局（仅 gvl 顶层）与 POU 导出，重复名拒绝
+ * - collect_fb_types     收集用户 FUNCTION_BLOCK 的字段布局
+ * - resolve_scopes       逐 POU 建局部符号并解析语句引用
+ * - scope_of             按 POU 名取作用域（找不到返回静态空作用域）
+ * - build_scope_syms     建一个 POU 的局部符号（含 EXTERNAL 接槽 / FB 实例布局）
+ * - find_sym             在 POU 局部符号里按名查找
+ * - check_stmt           校验一条语句（赋值/FB 调用/IF/WHILE 递归）
+ * - check_expr           校验一个表达式（变量/字段/函数调用/递归子树）
+ * - find_function        按名查 POU 表并回传种类
+ * - check_cycles         函数依赖图 DFS 环检测入口
+ * - dfs                  单个函数的环检测（visiting/done 三色标记）
+ * - check_io             io 绑定必须已在 GVL（大小写折叠比较）
+ * - has_program_main     必须存在 PROGRAM main（入口）
+ * - link_project         对外入口：清空输出 → 构造 Linker → run
+ * - load_unit            读取并解析一个 .st 成 SourceUnit
+ * - dump_symbols         符号表文本：每行 "name kind type address file"
+ */
+
+#include "compiler/Linker.h"
+
+#include <cctype>
+#include <cstdio>
+#include <filesystem>
+#include <fstream>
+#include <map>
+#include <set>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+namespace compiler {
+namespace {
+
+    /**
+     * @brief 符号种类 → 文本名（dump_symbols 用）
+     * @param k 符号种类
+     * @return "global" / "external" / "local" / "input" / "output" /
+     *         "pou" / "fb_instance" / "const"；未知返回 "?"
+     */
+    const char* kind_name(SymbolKind k) {
+        switch (k) {
+            case SymbolKind::Global: return "global";
+            case SymbolKind::External: return "external";
+            case SymbolKind::Local: return "local";
+            case SymbolKind::Input: return "input";
+            case SymbolKind::Output: return "output";
+            case SymbolKind::Pou: return "pou";
+            case SymbolKind::FbInstance: return "fb_instance";
+            case SymbolKind::Const: return "const";
+        }
+        return "?";
+    }
+
+    /**
+     * @brief 类型引用 → 文本名（符号表 / 类型比较用）
+     * @param t 类型引用
+     * @return "bool" / "int" / "time" / FB 类型名（小写）；未知返回 "?"
+     */
+    std::string type_str(const TypeRef& t) {
+        switch (t.kind) {
+            case TypeKind::Bool: return "bool";
+            case TypeKind::Int: return "int";
+            case TypeKind::Time: return "time";
+            case TypeKind::FbBuiltin:
+            case TypeKind::FbUser: return t.name;
+        }
+        return "?";
+    }
+
+    /**
+     * @brief 是否为标量类型（BOOL / INT / TIME）
+     * @param k 类型种类
+     * @return true 标量（FB 字段只允许标量，见 collect_fb_types）
+     */
+    bool is_scalar(TypeKind k) {
+        return k == TypeKind::Bool || k == TypeKind::Int || k == TypeKind::Time;
+    }
+
+    /// 内建 FB 布局（冻结，见 Doc/compiler/符号表与链接.md；12.11 扩为 8 个）
+    const FbLayout kTonLayout{"ton", {{"in", TypeKind::Bool}, {"pt", TypeKind::Time},
+                                      {"q", TypeKind::Bool}, {"et", TypeKind::Time}}};
+    const FbLayout kTofLayout{"tof", {{"in", TypeKind::Bool}, {"pt", TypeKind::Time},
+                                      {"q", TypeKind::Bool}, {"et", TypeKind::Time}}};
+    const FbLayout kTpLayout{"tp", {{"in", TypeKind::Bool}, {"pt", TypeKind::Time},
+                                    {"q", TypeKind::Bool}, {"et", TypeKind::Time}}};
+    const FbLayout kCtuLayout{"ctu", {{"cu", TypeKind::Bool}, {"r", TypeKind::Bool},
+                                      {"pv", TypeKind::Int}, {"q", TypeKind::Bool},
+                                      {"cv", TypeKind::Int}}};
+    const FbLayout kCtdLayout{"ctd", {{"cd", TypeKind::Bool}, {"ld", TypeKind::Bool},
+                                      {"pv", TypeKind::Int}, {"q", TypeKind::Bool},
+                                      {"cv", TypeKind::Int}}};
+    const FbLayout kCtudLayout{"ctud", {{"cu", TypeKind::Bool}, {"cd", TypeKind::Bool},
+                                        {"r", TypeKind::Bool}, {"lu", TypeKind::Bool},
+                                        {"pv", TypeKind::Int}, {"qu", TypeKind::Bool},
+                                        {"qd", TypeKind::Bool}, {"cv", TypeKind::Int}}};
+    const FbLayout kRTrigLayout{"r_trig", {{"clk", TypeKind::Bool}, {"q", TypeKind::Bool}}};
+    const FbLayout kFTrigLayout{"f_trig", {{"clk", TypeKind::Bool}, {"q", TypeKind::Bool}}};
+
+    /**
+     * @brief 内建 FB 名 → 冻结布局
+     * @param name FB 类型名（小写）
+     * @return 布局指针（ton/tof/tp/ctu/ctd/ctud/r_trig/f_trig）；未知返回 nullptr
+     */
+    const FbLayout* builtin_layout(const std::string& name) {
+        if (name == "ton") return &kTonLayout;
+        if (name == "tof") return &kTofLayout;
+        if (name == "tp") return &kTpLayout;
+        if (name == "ctu") return &kCtuLayout;
+        if (name == "ctd") return &kCtdLayout;
+        if (name == "ctud") return &kCtudLayout;
+        if (name == "r_trig") return &kRTrigLayout;
+        if (name == "f_trig") return &kFTrigLayout;
+        return nullptr;
+    }
+
+    /**
+     * @brief 链接器
+     *
+     * @details 六步流程见 run()。错误即停（首个错误优先，不做恢复）。
+     */
+    class Linker {
+    public:
+        /**
+         * @brief 构造链接器
+         * @param proj 工程定义（toml 解析结果；io 绑定 / gvl 文件 / base_dir）
+         * @param units 全部源文件的 AST（compile_files 集合逐一 load_unit）
+         * @param out 链接结果（调用方先构造空 LinkResult）
+         * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+         */
+        Linker(const Project& proj, const std::vector<SourceUnit>& units,
+               LinkResult* out, std::string* err)
+            : proj_(proj), units_(units), out_(out), err_(err) {
+            // gvl 路径规范化一次，供 is_gvl_file 比较（容忍相对/绝对写法差异）
+            gvl_path_ = std::filesystem::weakly_canonical(
+                std::filesystem::path(proj.base_dir) / proj.gvl_file);
+        }
+
+        /**
+         * @brief 链接主流程（6 步）
+         * @details 1. 收集导出 → 2. 用户 FB 类型布局 → 3. 逐 POU 符号与引用
+         *          → 4. 循环调用检测 → 5. io 校验 → 6. 入口校验
+         * @return true 链接成功；false 任一步失败（err 已写）
+         */
+        bool run() {
+            if (!collect_exports()) return false;
+            if (!collect_fb_types()) return false;
+            if (!resolve_scopes()) return false;
+            if (!check_cycles()) return false;
+            if (!check_io()) return false;
+            if (!has_program_main()) {
+                return fail("", "missing entry 'program MAIN'", 0, 0);
+            }
+            return true;
+        }
+
+    private:
+        /**
+         * @brief 组装 "link error: <msg> (file[, line, col])" 写入 err
+         * @param file 出错文件（可为空串，用于无位置错误）
+         * @param msg 错误描述（不含前缀与位置）
+         * @param line 行列（1 起）；0 表示不带行列只带文件
+         * @param col 列号
+         * @return 恒 false（便于 return fail(...) 一行退出）
+         */
+        bool fail(const std::string& file, const std::string& msg,
+                  uint32_t line, uint32_t col) {
+            if (err_) {
+                char buf[256];
+                if (line) {
+                    std::snprintf(buf, sizeof buf, " (%s, line %u, col %u)",
+                                  file.c_str(), line, col);
+                } else {
+                    std::snprintf(buf, sizeof buf, " (%s)", file.c_str());
+                }
+                *err_ = "link error: " + msg + buf;
+            }
+            return false;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 路径是否工程指定的 gvl 文件
+         * @param path 待比较路径
+         * @return true 是 gvl 文件（规范化后与 gvl_path_ 相同）；
+         *         工程未配置 gvl 时恒 false
+         */
+        bool is_gvl_file(const std::string& path) const {
+            if (proj_.gvl_file.empty()) {
+                return false;
+            }
+            return std::filesystem::weakly_canonical(path) == gvl_path_;
+        }
+
+        // ---- 1. 收集导出 ----
+
+        /**
+         * @brief 收集导出：顶层全局（仅 gvl 文件）与 POU 登记
+         * @details 全局按声明顺序编槽号（下标即槽号）；同名全局 / 同名 POU 拒绝
+         * @return true 成功；false（err 已写）
+         */
+        bool collect_exports() {
+            for (const SourceUnit& u : units_) {
+                const bool is_gvl = is_gvl_file(u.path);
+
+                for (const VarBlock& b : u.ast.globals) {
+                    if (!is_gvl) {
+                        return fail(u.path, "VAR_GLOBAL only allowed in gvl file",
+                                    b.vars.empty() ? 0 : b.vars[0].line,
+                                    b.vars.empty() ? 0 : b.vars[0].col);
+                    }
+                    for (const VarDecl& d : b.vars) {
+                        if (out_->global_index.count(d.name)) {
+                            return fail(u.path, "duplicate global '" + d.name + "'",
+                                        d.line, d.col);
+                        }
+                        Symbol s;
+                        s.kind = SymbolKind::Global;
+                        s.name = d.name;
+                        s.type_name = type_str(d.type);
+                        s.address = static_cast<uint32_t>(out_->globals.size());
+                        s.source_file = u.path;
+                        s.line = d.line;
+                        s.col = d.col;
+                        out_->global_index[s.name] = s.address;
+                        out_->globals.push_back(s);
+                    }
+                }
+
+                for (const POU& p : u.ast.pous) {
+                    for (const LinkResult::PouScope& sc : out_->scopes) {
+                        if (sc.name == p.name) {
+                            return fail(u.path, "duplicate POU '" + p.name + "'",
+                                        0, 0);
+                        }
+                    }
+                    LinkResult::PouScope sc;
+                    sc.name = p.name;
+                    sc.kind = p.kind;
+                    out_->scopes.push_back(std::move(sc));
+                    out_->fn_order.push_back(p.name);
+                }
+            }
+            return true;
+        }
+
+        // ---- 2. 用户 FB 类型布局 ----
+
+        /**
+         * @brief 收集用户 FUNCTION_BLOCK 的字段布局
+         * @details 字段 = input / output / 内部 var（段序）；
+         * external 与 global 不是字段；字段类型仅允许标量
+         * @return true 成功；false（FB 字段类型非法，err 已写）
+         */
+        bool collect_fb_types() {
+            for (const SourceUnit& u : units_) {
+                for (const POU& p : u.ast.pous) {
+                    if (p.kind != PouKind::FunctionBlock) {
+                        continue;
+                    }
+                    FbLayout lay;
+                    lay.type_name = p.name;
+                    for (const VarBlock& b : p.blocks) {
+                        // 字段 = input / output / 内部 var；external 与 global 不是字段
+                        if (b.section == VarSection::External ||
+                            b.section == VarSection::Global) {
+                            continue;
+                        }
+                        for (const VarDecl& d : b.vars) {
+                            if (!is_scalar(d.type.kind)) {
+                                return fail(u.path,
+                                            "FB field type must be BOOL/INT/TIME ('" +
+                                                d.name + "')",
+                                            d.line, d.col);
+                            }
+                            FbField f;
+                            f.name = d.name;
+                            f.type = d.type.kind;
+                            lay.fields.push_back(f);
+                        }
+                    }
+                    out_->fb_types[p.name] = lay;
+                }
+            }
+            return true;
+        }
+
+        // ---- 3. 逐 POU 建局部符号并解析引用 ----
+
+        /**
+         * @brief 逐 POU 建局部符号并解析语句引用
+         * @return true 成功；false（err 已写）
+         */
+        bool resolve_scopes() {
+            for (SourceUnit& u : const_cast<std::vector<SourceUnit>&>(units_)) {
+                for (const POU& p : u.ast.pous) {
+                    LinkResult::PouScope& sc = scope_of(p.name);
+                    if (!build_scope_syms(u.path, p, sc)) {
+                        return false;
+                    }
+                    for (const Stmt& st : p.body) {
+                        if (!check_stmt(u.path, sc, p, st)) {
+                            return false;
+                        }
+                    }
+                }
+            }
+            return true;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 按 POU 名取作用域
+         * @param name POU 名（小写）
+         * @return 对应 PouScope 引用；找不到返回静态空作用域（不应发生）
+         */
+        LinkResult::PouScope& scope_of(const std::string& name) {
+            for (LinkResult::PouScope& sc : out_->scopes) {
+                if (sc.name == name) {
+                    return sc;
+                }
+            }
+            static LinkResult::PouScope kEmpty;
+            return kEmpty;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 建一个 POU 的局部符号
+         * @details VAR/INPUT/OUTPUT → 对应种类；VAR_EXTERNAL → 查全局表接同一槽
+         * （类型必须一致）；FB 类型 → FbInstance + 布局（内建取冻结表，
+         * 用户类型查 fb_types）；POU 内 VAR_GLOBAL → 拒绝
+         * @param file 出错文件
+         * @param p POU AST
+         * @param sc 输出作用域（syms / fb_instances 被填充）
+         * @return true 成功；false（err 已写）
+         */
+        bool build_scope_syms(const std::string& file, const POU& p,
+                              LinkResult::PouScope& sc) {
+            for (const VarBlock& b : p.blocks) {
+                for (const VarDecl& d : b.vars) {
+                    switch (b.section) {
+                        case VarSection::Global:
+                            return fail(file, "VAR_GLOBAL only allowed in gvl file",
+                                        d.line, d.col);
+                        case VarSection::External: {
+                            const auto it = out_->global_index.find(d.name);
+                            if (it == out_->global_index.end()) {
+                                return fail(file, "undeclared external '" + d.name + "'",
+                                            d.line, d.col);
+                            }
+                            const Symbol& g = out_->globals[it->second];
+                            if (g.type_name != type_str(d.type)) {
+                                return fail(file, "external type mismatch for '" + d.name + "'",
+                                            d.line, d.col);
+                            }
+                            Symbol s;
+                            s.kind = SymbolKind::External;
+                            s.name = d.name;
+                            s.type_name = g.type_name;
+                            s.address = g.address;
+                            s.source_file = file;
+                            s.line = d.line;
+                            s.col = d.col;
+                            sc.syms.push_back(s);
+                            break;
+                        }
+                        default: {
+                            const bool is_fb = d.type.kind == TypeKind::FbUser ||
+                                               d.type.kind == TypeKind::FbBuiltin;
+                            Symbol s;
+                            s.kind = is_fb ? SymbolKind::FbInstance
+                                           : (b.section == VarSection::Input
+                                                  ? SymbolKind::Input
+                                                  : b.section == VarSection::Output
+                                                        ? SymbolKind::Output
+                                                        : SymbolKind::Local);
+                            s.name = d.name;
+                            s.type_name = type_str(d.type);
+                            s.source_file = file;
+                            s.line = d.line;
+                            s.col = d.col;
+                            sc.syms.push_back(s);
+                            if (is_fb) {
+                                FbLayout lay;
+                                if (d.type.kind == TypeKind::FbBuiltin) {
+                                    const FbLayout* bl = builtin_layout(d.type.name);
+                                    if (!bl) {
+                                        return fail(file, "unknown builtin FB '" + d.type.name + "'",
+                                                    d.line, d.col);
+                                    }
+                                    lay = *bl;
+                                } else {
+                                    const auto it = out_->fb_types.find(d.type.name);
+                                    if (it == out_->fb_types.end()) {
+                                        return fail(file, "unknown FB type '" + d.type.name + "'",
+                                                    d.line, d.col);
+                                    }
+                                    lay = it->second;
+                                }
+                                sc.fb_instances[d.name] = lay;
+                            }
+                            break;
+                        }
+                    }
+                }
+            }
+            return true;
+        }
+
+        // ---- 引用解析 ----
+
+        /**
+         * @brief 在 POU 局部符号里按名查找
+         * @param sc 作用域
+         * @param name 符号名（小写）
+         * @return 符号指针；未找到返回 nullptr
+         */
+        const Symbol* find_sym(const LinkResult::PouScope& sc,
+                               const std::string& name) const {
+            for (const Symbol& s : sc.syms) {
+                if (s.name == name) {
+                    return &s;
+                }
+            }
+            return nullptr;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 校验一条语句
+         * @details Assign：左值必须已声明（FUNCTION 内函数名赋值除外）；
+         * FbCall：实例必须存在且是 FB，命名实参必须是该实例的字段；
+         * If / While：递归校验条件与各分支体
+         * @param file 出错文件
+         * @param sc 当前 POU 作用域
+         * @param pou 当前 POU（函数名赋值判定用）
+         * @param st 语句 AST
+         * @return true 合法；false（err 已写）
+         */
+        bool check_stmt(const std::string& file, const LinkResult::PouScope& sc,
+                        const POU& pou, const Stmt& st) {
+            switch (st.kind) {
+                case StmtKind::Assign: {
+                    // FUNCTION 内对函数名赋值 = 结果值写入（用例 13 约定）
+                    const bool is_result_assign =
+                        pou.kind == PouKind::Function && st.target == pou.name;
+                    if (!is_result_assign && find_sym(sc, st.target) == nullptr &&
+                        out_->global_index.count(st.target) == 0) {
+                        return fail(file, "undeclared identifier '" + st.target + "'",
+                                    0, 0);
+                    }
+                    return check_expr(file, sc, *st.value);
+                }
+                case StmtKind::FbCall: {
+                    const Symbol* inst = find_sym(sc, st.instance);
+                    if (inst == nullptr) {
+                        return fail(file, "undeclared FB instance '" + st.instance + "'",
+                                    0, 0);
+                    }
+                    if (inst->kind != SymbolKind::FbInstance) {
+                        return fail(file, "'" + st.instance + "' is not an FB instance",
+                                    0, 0);
+                    }
+                    const auto it = sc.fb_instances.find(st.instance);
+                    const FbLayout& lay = it->second;
+                    for (const FbArg& a : st.args) {
+                        bool found = false;
+                        for (const FbField& f : lay.fields) {
+                            if (f.name == a.name) {
+                                found = true;
+                                break;
+                            }
+                        }
+                        if (!found) {
+                            return fail(file,
+                                        "unknown input '" + a.name + "' for FB '" +
+                                            st.instance + "'",
+                                        0, 0);
+                        }
+                        if (!check_expr(file, sc, *a.value)) {
+                            return false;
+                        }
+                    }
+                    return true;
+                }
+                case StmtKind::If:
+                    if (!check_expr(file, sc, *st.cond)) {
+                        return false;
+                    }
+                    for (const Stmt& s : st.body) {
+                        if (!check_stmt(file, sc, pou, s)) return false;
+                    }
+                    for (const IfBranch& b : st.elsifs) {
+                        if (!check_expr(file, sc, *b.cond)) return false;
+                        for (const Stmt& s : b.body) {
+                            if (!check_stmt(file, sc, pou, s)) return false;
+                        }
+                    }
+                    for (const Stmt& s : st.else_body) {
+                        if (!check_stmt(file, sc, pou, s)) return false;
+                    }
+                    return true;
+                case StmtKind::While:
+                    if (!check_expr(file, sc, *st.cond)) {
+                        return false;
+                    }
+                    for (const Stmt& s : st.body) {
+                        if (!check_stmt(file, sc, pou, s)) return false;
+                    }
+                    return true;
+            }
+            return true;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 校验一个表达式
+         * @details VarRef：局部或全局表查得到；Field：对象必须是 FB 实例
+         * 且字段存在；Call：目标必须存在且是 FUNCTION（记调用边）；
+         * 其他节点递归校验子树
+         * @param file 出错文件
+         * @param sc 当前 POU 作用域
+         * @param e 表达式 AST
+         * @return true 合法；false（err 已写）
+         */
+        bool check_expr(const std::string& file, const LinkResult::PouScope& sc,
+                        const Expr& e) {
+            switch (e.kind) {
+                case ExprKind::VarRef:
+                    if (find_sym(sc, e.name) == nullptr &&
+                        out_->global_index.count(e.name) == 0) {
+                        return fail(file, "undeclared identifier '" + e.name + "'", 0, 0);
+                    }
+                    return true;
+                case ExprKind::Field: {
+                    const Symbol* inst = find_sym(sc, e.name);
+                    if (inst == nullptr || inst->kind != SymbolKind::FbInstance) {
+                        return fail(file, "undeclared FB instance '" + e.name + "'", 0, 0);
+                    }
+                    const auto it = sc.fb_instances.find(e.name);
+                    bool found = false;
+                    for (const FbField& f : it->second.fields) {
+                        if (f.name == e.field) {
+                            found = true;
+                            break;
+                        }
+                    }
+                    if (!found) {
+                        return fail(file, "unknown field '" + e.field + "' for FB '" +
+                                              e.name + "'",
+                                    0, 0);
+                    }
+                    return true;
+                }
+                case ExprKind::Call: {
+                    PouKind k = PouKind::Program;
+                    if (!find_function(e.name, &k)) {
+                        return fail(file, "undeclared function '" + e.name + "'", 0, 0);
+                    }
+                    if (k != PouKind::Function) {
+                        return fail(file, "'" + e.name + "' is not a function", 0, 0);
+                    }
+                    call_edges_[sc.name].insert(e.name);
+                    for (const auto& a : e.args) {
+                        if (!check_expr(file, sc, *a)) return false;
+                    }
+                    return true;
+                }
+                default:
+                    break;
+            }
+            if (e.lhs && !check_expr(file, sc, *e.lhs)) return false;
+            if (e.rhs && !check_expr(file, sc, *e.rhs)) return false;
+            if (e.operand && !check_expr(file, sc, *e.operand)) return false;
+            return true;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 按名查 POU 表并回传种类
+         * @param name POU 名（小写）
+         * @param kind 输出该 POU 的种类（PROGRAM / FUNCTION / FUNCTION_BLOCK）
+         * @return true 找到；false 未找到
+         */
+        bool find_function(const std::string& name, PouKind* kind) const {
+            for (const LinkResult::PouScope& sc : out_->scopes) {
+                if (sc.name == name) {
+                    *kind = sc.kind;
+                    return true;
+                }
+            }
+            return false;
+        }
+
+        // ---- 4. 循环调用检测（函数依赖图 DFS）----
+
+        /**
+         * @brief 函数依赖图环检测入口
+         * @details 对每个有出边的函数做 DFS；任一条路径回到栈上节点即环
+         * @return true 无环；false 发现环（err 已写）
+         */
+        bool check_cycles() {
+            std::set<std::string> visiting;
+            std::set<std::string> done;
+            for (const auto& [fn, _] : call_edges_) {
+                if (!dfs(fn, visiting, done)) {
+                    return false;
+                }
+            }
+            return true;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 单个函数的环检测（三色标记 DFS）
+         * @param fn 当前函数名
+         * @param visiting 栈上节点（灰色，正在展开）
+         * @param done 已确认无环的节点（黑色）
+         * @return true 无环；false 命中灰色节点 = 环（err 已写）
+         */
+        bool dfs(const std::string& fn, std::set<std::string>& visiting,
+                 std::set<std::string>& done) {
+            if (done.count(fn)) {
+                return true;
+            }
+            if (visiting.count(fn)) {
+                return fail("", "recursive call involving '" + fn + "'", 0, 0);
+            }
+            visiting.insert(fn);
+            const auto it = call_edges_.find(fn);
+            if (it != call_edges_.end()) {
+                for (const std::string& callee : it->second) {
+                    if (!dfs(callee, visiting, done)) {
+                        return false;
+                    }
+                }
+            }
+            visiting.erase(fn);
+            done.insert(fn);
+            return true;
+        }
+
+        // ---- 5. io 校验 ----
+
+        /**
+         * @brief io 绑定必须已在 GVL 声明
+         * @details 绑定名来自 toml（原始大小写），与全局表比较前折小写；
+         * io 不创造变量，只做 channel/bit → 槽号映射
+         * @return true 全部绑定合法；false（err 已写）
+         */
+        bool check_io() {
+            for (const IoBinding& b : proj_.io) {
+                std::string key = b.var;
+                for (char& ch : key) {
+                    ch = static_cast<char>(std::tolower(static_cast<unsigned char>(ch)));
+                }
+                if (out_->global_index.count(key) == 0) {
+                    return fail(proj_.name + "/project.toml",
+                                "io.var '" + b.var + "' not in GVL", 0, 0);
+                }
+            }
+            return true;
+        }
+
+        // ---- 6. 入口 ----
+
+        /**
+         * @brief 必须存在 PROGRAM main（与 toml entry = "program MAIN" 呼应）
+         * @return true 存在
+         */
+        bool has_program_main() const {
+            for (const LinkResult::PouScope& sc : out_->scopes) {
+                if (sc.kind == PouKind::Program && sc.name == "main") {
+                    return true;
+                }
+            }
+            return false;
+        }
+
+        // ---- 成员 ----
+        const Project& proj_;                                ///< 工程定义（toml）
+        const std::vector<SourceUnit>& units_;               ///< 全部源文件 AST
+        LinkResult* out_;                                    ///< 链接结果
+        std::string* err_;                                   ///< 错误输出（可空）
+        std::filesystem::path gvl_path_;                     ///< 规范化后的 gvl 路径
+        std::map<std::string, std::set<std::string>> call_edges_;  ///< 调用者 → 被调函数集
+    };
+
+}  // namespace
+
+/**
+ * @brief 链接一个工程（对外入口）
+ * @details 校验 GVL、定全局槽、解析 VAR_EXTERNAL、FB 实例与字段、
+ * 函数循环调用检测、io 校验、入口校验
+ * @param proj 工程定义（toml 解析结果）
+ * @param units 全部源文件的 AST（compile_files 集合逐一 load_unit 得到）
+ * @param out 链接结果（各字段先清空后填充）
+ * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+ * @return true 成功；false 失败（err 前缀 "link error"）
+ */
+bool link_project(const Project& proj, const std::vector<SourceUnit>& units,
+                  LinkResult* out, std::string* err) {
+    out->globals.clear();
+    out->global_index.clear();
+    out->fb_types.clear();
+    out->scopes.clear();
+    out->fn_order.clear();
+    Linker l(proj, units, out, err);
+    return l.run();
+}
+
+/**
+ * @brief 读取并解析一个 .st 文件成 SourceUnit
+ * @param path 文件路径
+ * @param out 输出 SourceUnit（path + ast）
+ * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+ * @return true 成功；false 失败（文件打不开 / 语法错误，透传 lex/syntax error）
+ */
+bool load_unit(const std::string& path, SourceUnit* out, std::string* err) {
+    out->path = path;
+    return parse_pous_file(path, &out->ast, err);
+}
+
+/**
+ * @brief 符号表文本（完成标准：能打印 name kind type address file）
+ * @param r 链接结果
+ * @return 多行文本：全局表逐行 "name kind type address file"，
+ *         每个 POU 以 "[名字]" 开头后接其局部符号行
+ */
+std::string dump_symbols(const LinkResult& r) {
+    std::string out;
+    for (const Symbol& s : r.globals) {
+        out += s.name + " " + kind_name(s.kind) + " " + s.type_name + " " +
+               std::to_string(s.address) + " " + s.source_file + "\n";
+    }
+    for (const LinkResult::PouScope& sc : r.scopes) {
+        out += "[" + sc.name + "]\n";
+        for (const Symbol& s : sc.syms) {
+            out += s.name + " " + kind_name(s.kind) + " " + s.type_name + " " +
+                   std::to_string(s.address) + " " + s.source_file + "\n";
+        }
+    }
+    return out;
+}
+
+}  // namespace compiler

compiler/src/MachineConfig.cpp

@@ -0,0 +1,478 @@
+/**
+ * @file MachineConfig.cpp
+ * @brief 机器定义（machine.toml）加载与强校验
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details 校验项（见 Doc/isa/指令配置.md 强校验清单 1~5）：
+ * 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）
+ * 3. tag 与 .stb 常量表契约一致（BOOL=0、INT=1、TIME=2，唯一）
+ * 4. op.opcode 唯一、0..255；class/format 合法；类别-格式互锁（INSTANCE ↔ CAL）；
+ *    params 数量与 format 一致
+ * 5. fb.opcode 与 op 行（instance 类）一致；字段类型命中配置类型表；字段名唯一
+ */
+
+#include "compiler/MachineConfig.h"
+
+#include <toml++/toml.hpp>
+
+#include <map>
+#include <string>
+
+namespace compiler {
+
+/**
+ * @brief 内建基元表。
+ * @return 静态基元表（bit / int8..uint64 / float32 / float64，元数据在代码）
+ */
+const std::vector<PrimType>& MachineConfig::prims() {
+    static const std::vector<PrimType> kPrims = {
+        {"bit", 1, false, false},
+        {"int8", 1, true, false},
+        {"int16", 2, true, false},
+        {"int32", 4, true, false},
+        {"int64", 8, true, false},
+        {"uint8", 1, false, false},
+        {"uint16", 2, false, false},
+        {"uint32", 4, false, false},
+        {"uint64", 8, false, false},
+        {"float32", 4, true, true},
+        {"float64", 8, true, true},
+    };
+    return kPrims;
+}
+
+/**
+ * @brief 按名称查内建基元。
+ * @param name 基元名
+ * @return 命中指针；未找到返回 nullptr
+ */
+const PrimType* MachineConfig::find_prim(const std::string& name) {
+    for (const PrimType& p : prims()) {
+        if (p.name == name) {
+            return &p;
+        }
+    }
+    return nullptr;
+}
+
+namespace {
+
+    /**
+     * @brief 写错误信息（稳定前缀 "machine error"）并原样返回 msg。
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @param msg 错误描述
+     * @return msg（供调用方直接 return）
+     */
+    std::string fail(std::string* err, const std::string& msg) {
+        if (err) {
+            *err = "machine error: " + msg;
+        }
+        return msg;
+    }
+
+    /**
+     * @brief format → 期望参数数量（解析时校验）。
+     * @param format 操作数形态（RR/RRR/IMM/SLOT/JMP/JC/CALL/CAL/NONE）
+     * @return 参数数量；未知 format 返回 -1
+     */
+    int params_of(const std::string& format) {
+        if (format == "RR") return 2;
+        if (format == "RRR") return 3;
+        if (format == "IMM") return 2;
+        if (format == "SLOT") return 2;
+        if (format == "JMP") return 1;
+        if (format == "JC") return 2;
+        if (format == "CALL") return 1;
+        if (format == "CAL") return 1;
+        if (format == "NONE") return 0;
+        return -1;
+    }
+
+    /// @brief format 是否已知（params_of 返回非负）。
+    bool is_known_format(const std::string& f) {
+        return params_of(f) >= 0;
+    }
+
+    /// @brief tag 是否在 .stb 常量表契约内（0=BOOL、1=INT、2=TIME）。
+    bool is_known_tag(uint32_t tag) {
+        return tag <= 2;  // .stb 常量表契约：0=BOOL 1=INT 2=TIME
+    }
+
+    /**
+     * @brief 读必填字符串字段。
+     * @param t 配置表
+     * @param what 表归属描述（用于错误信息，如 "[meta]"）
+     * @param key 字段名
+     * @param out 输出值
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 成功；false（字段缺失或类型不符，err 已写 "machine error: ..."）
+     */
+    bool req_string(const toml::table& t, const char* what, const std::string& key,
+                    std::string* out, std::string* err) {
+        const auto nv = t[key];
+        if (!nv || !nv.is_string()) {
+            fail(err, std::string("missing field '") + key + "' in " + what);
+            return false;
+        }
+        *out = nv.value_or(std::string());
+        return true;
+    }
+
+    /**
+     * @brief 读必填整数字段。
+     * @param t 配置表
+     * @param what 表归属描述（用于错误信息，如 "[meta]"）
+     * @param key 字段名
+     * @param out 输出值
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 成功；false（字段缺失或类型不符，err 已写 "machine error: ..."）
+     */
+    bool req_int(const toml::table& t, const char* what, const std::string& key,
+                 int64_t* out, std::string* err) {
+        const auto nv = t[key];
+        if (!nv || !nv.is_integer()) {
+            fail(err, std::string("missing field '") + key + "' in " + what);
+            return false;
+        }
+        *out = nv.value_or<int64_t>(0);
+        return true;
+    }
+
+    /**
+     * @brief 读必填布尔字段。
+     * @param t 配置表
+     * @param what 表归属描述（用于错误信息，如 "[meta]"）
+     * @param key 字段名
+     * @param out 输出值
+     * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+     * @return true 成功；false（字段缺失或类型不符，err 已写 "machine error: ..."）
+     */
+    bool req_bool(const toml::table& t, const char* what, const std::string& key,
+                  bool* out, std::string* err) {
+        const auto nv = t[key];
+        if (!nv || !nv.is_boolean()) {
+            fail(err, std::string("missing field '") + key + "' in " + what);
+            return false;
+        }
+        *out = nv.value_or<bool>(false);
+        return true;
+    }
+
+}  // namespace
+
+/**
+ * @brief 加载 machine.toml 并做强校验。
+ * @param path machine.toml 路径
+ * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+ * @return true 成功；false（err 已写，前缀 "machine error"）
+ * @details 校验顺序与文件头清单 1~5 一致：
+ *          1. TOML 语法与字段完整性（meta/type/op/fb 全属性必填）
+ *          2. type.base 命中内建基元；range 合法（min ≤ max）
+ *          3. tag 与 .stb 常量表契约一致（BOOL=0、INT=1、TIME=2，唯一）
+ *          4. op.opcode 唯一、0..255；class/format 合法；类别-格式互锁（INSTANCE ↔ CAL）；
+ *             params 数量与 format 一致
+ *          5. fb.opcode 与 op 行（instance 类）一致；字段类型命中配置类型表；字段名唯一
+ */
+bool MachineConfig::load(const std::string& path, std::string* err) {
+    ok_ = false;
+    model_name_.clear();
+    version_ = 0;
+    types_.clear();
+    ops_.clear();
+    fbs_.clear();
+
+    toml::table root;
+    try {
+        root = toml::parse_file(path);
+    } catch (const toml::parse_error& e) {
+        fail(err, std::string("parse error: ") + std::string(e.description()));
+        return false;
+    }
+
+    // ---- meta ----
+    const toml::table* meta = root["meta"].as_table();
+    if (!meta) {
+        fail(err, "missing table 'meta'");
+        return false;
+    }
+    if (!req_string(*meta, "[meta]", "name", &model_name_, err)) return false;
+    int64_t ver = 0;
+    if (!req_int(*meta, "[meta]", "version", &ver, err)) return false;
+    if (ver < 0 || ver > 0xFFFFFFFFLL) {
+        fail(err, "invalid version in [meta]");
+        return false;
+    }
+    version_ = static_cast<uint32_t>(ver);
+
+    // ---- type ----
+    {
+        const toml::array* arr = root["type"].as_array();
+        if (!arr || arr->empty()) {
+            fail(err, "missing 'type' table");
+            return false;
+        }
+        std::map<uint32_t, std::string> tag_owner;  // tag → 类型名
+        for (const auto& el : *arr) {
+            const toml::table* t = el.as_table();
+            if (!t) {
+                fail(err, "bad entry in type");
+                return false;
+            }
+            ConfigType ct;
+            if (!req_string(*t, "type", "name", &ct.name, err)) return false;
+            if (!req_string(*t, "type", "base", &ct.base, err)) return false;
+            if (find_prim(ct.base) == nullptr) {
+                fail(err, "type '" + ct.name + "': unknown base '" + ct.base + "'");
+                return false;
+            }
+            int64_t tag = 0;
+            if (!req_int(*t, "type", "tag", &tag, err)) return false;
+            if (tag < 0 || !is_known_tag(static_cast<uint32_t>(tag))) {
+                fail(err, "type '" + ct.name + "': tag out of contract (0..2)");
+                return false;
+            }
+            ct.tag = static_cast<uint32_t>(tag);
+            if (tag_owner.count(ct.tag)) {
+                fail(err, "duplicate tag " + std::to_string(ct.tag));
+                return false;
+            }
+            tag_owner[ct.tag] = ct.name;
+            if (t->contains("range")) {
+                const toml::array* r = (*t)["range"].as_array();
+                if (!r || r->size() != 2) {
+                    fail(err, "type '" + ct.name + "': range must be [min, max]");
+                    return false;
+                }
+                ct.has_range = true;
+                ct.range_min = (*r)[0].value_or<int64_t>(0);
+                ct.range_max = (*r)[1].value_or<int64_t>(0);
+                if (ct.range_min > ct.range_max) {
+                    fail(err, "type '" + ct.name + "': range min > max");
+                    return false;
+                }
+            }
+            types_.push_back(ct);
+        }
+        // .stb 契约：BOOL/INT/TIME 必须存在且 tag 为 0/1/2
+        const std::string need[3] = {"BOOL", "INT", "TIME"};
+        for (uint32_t i = 0; i < 3; ++i) {
+            const auto it = tag_owner.find(i);
+            if (it == tag_owner.end() || it->second != need[i]) {
+                fail(err, std::string("type contract broken: tag ") + std::to_string(i) +
+                              " must be " + need[i]);
+                return false;
+            }
+        }
+    }
+
+    // ---- op ----
+    {
+        const toml::array* arr = root["op"].as_array();
+        if (!arr || arr->empty()) {
+            fail(err, "missing 'op' table");
+            return false;
+        }
+        std::map<uint32_t, std::string> code_owner;
+        std::map<std::string, uint32_t> name_owner;
+        for (const auto& el : *arr) {
+            const toml::table* t = el.as_table();
+            if (!t) {
+                fail(err, "bad entry in op");
+                return false;
+            }
+            ConfigOp op;
+            if (!req_string(*t, "op", "name", &op.name, err)) return false;
+            int64_t code = 0;
+            if (!req_int(*t, "op", "opcode", &code, err)) return false;
+            if (code < 0 || code > 255) {
+                fail(err, "op '" + op.name + "': opcode out of range");
+                return false;
+            }
+            op.opcode = static_cast<uint32_t>(code);
+            if (code_owner.count(op.opcode)) {
+                fail(err, "duplicate opcode " + std::to_string(op.opcode));
+                return false;
+            }
+            code_owner[op.opcode] = op.name;
+            if (name_owner.count(op.name)) {
+                fail(err, "duplicate op name '" + op.name + "'");
+                return false;
+            }
+            name_owner[op.name] = op.opcode;
+            std::string cls;
+            if (!req_string(*t, "op", "class", &cls, err)) return false;
+            if (cls == "instance") {
+                op.is_instance = true;
+            } else if (cls == "plain") {
+                op.is_instance = false;
+            } else {
+                fail(err, "op '" + op.name + "': bad class '" + cls + "'");
+                return false;
+            }
+            if (!req_string(*t, "op", "format", &op.format, err)) return false;
+            if (!is_known_format(op.format)) {
+                fail(err, "op '" + op.name + "': bad format '" + op.format + "'");
+                return false;
+            }
+            // 类别-格式互锁：INSTANCE ↔ CAL
+            const bool is_cal = op.format == "CAL";
+            if (op.is_instance != is_cal) {
+                fail(err, "op '" + op.name + "': class-format mismatch (instance <-> CAL)");
+                return false;
+            }
+            if (!req_bool(*t, "op", "enabled", &op.enabled, err)) return false;
+            const auto pv = (*t)["params"];
+            if (!pv || !pv.is_array()) {
+                fail(err, "op '" + op.name + "': missing 'params'");
+                return false;
+            }
+            const int want = params_of(op.format);
+            for (const auto& p : *pv.as_array()) {
+                if (!p.is_string()) {
+                    fail(err, "op '" + op.name + "': params must be strings");
+                    return false;
+                }
+                op.params.push_back(p.value_or(std::string()));
+            }
+            if (static_cast<int>(op.params.size()) != want) {
+                fail(err, "op '" + op.name + "': params count " +
+                              std::to_string(op.params.size()) + " != format expects " +
+                              std::to_string(want));
+                return false;
+            }
+            ops_.push_back(op);
+        }
+    }
+
+    // ---- fb ----
+    {
+        const toml::array* arr = root["fb"].as_array();
+        if (!arr || arr->empty()) {
+            fail(err, "missing 'fb' table");
+            return false;
+        }
+        for (const auto& el : *arr) {
+            const toml::table* t = el.as_table();
+            if (!t) {
+                fail(err, "bad entry in fb");
+                return false;
+            }
+            ConfigFb fb;
+            if (!req_string(*t, "fb", "name", &fb.name, err)) return false;
+            int64_t code = 0;
+            if (!req_int(*t, "fb", "opcode", &code, err)) return false;
+            fb.opcode = static_cast<uint32_t>(code);
+            // opcode 必须命中 instance 类 op 行
+            const ConfigOp* op = find_op_by_code(fb.opcode);
+            if (op == nullptr || !op->is_instance) {
+                fail(err, "fb '" + fb.name + "': opcode " + std::to_string(code) +
+                              " must match an instance op");
+                return false;
+            }
+            const auto fv = (*t)["fields"];
+            if (!fv || !fv.is_array()) {
+                fail(err, "fb '" + fb.name + "': missing 'fields'");
+                return false;
+            }
+            std::map<std::string, bool> fnames;
+            for (const auto& f : *fv.as_array()) {
+                const toml::array* pair = f.as_array();
+                if (!pair || pair->size() != 2) {
+                    fail(err, "fb '" + fb.name + "': field must be [name, type]");
+                    return false;
+                }
+                ConfigFbField field;
+                field.name = (*pair)[0].value_or(std::string());
+                field.type = (*pair)[1].value_or(std::string());
+                if (field.name.empty() || field.type.empty()) {
+                    fail(err, "fb '" + fb.name + "': empty field name/type");
+                    return false;
+                }
+                if (fnames.count(field.name)) {
+                    fail(err, "fb '" + fb.name + "': duplicate field '" + field.name + "'");
+                    return false;
+                }
+                fnames[field.name] = true;
+                if (find_type(field.type) == nullptr) {
+                    fail(err, "fb '" + fb.name + "': unknown field type '" + field.type + "'");
+                    return false;
+                }
+                fb.fields.push_back(field);
+            }
+            fbs_.push_back(fb);
+        }
+    }
+
+    ok_ = true;
+    return true;
+}
+
+/**
+ * @brief 按配置类型名查类型行。
+ * @param name 配置类型名
+ * @return 命中指针；未找到返回 nullptr
+ */
+const ConfigType* MachineConfig::find_type(const std::string& name) const {
+    for (const ConfigType& t : types_) {
+        if (t.name == name) {
+            return &t;
+        }
+    }
+    return nullptr;
+}
+
+/**
+ * @brief 按助记符查指令行。
+ * @param name 助记符（如 "MOVE"）
+ * @return 命中指针；未找到返回 nullptr
+ */
+const ConfigOp* MachineConfig::find_op(const std::string& name) const {
+    for (const ConfigOp& o : ops_) {
+        if (o.name == name) {
+            return &o;
+        }
+    }
+    return nullptr;
+}
+
+/**
+ * @brief 按 opcode 查指令行。
+ * @param opcode 操作码（0..255）
+ * @return 命中指针；未找到返回 nullptr
+ */
+const ConfigOp* MachineConfig::find_op_by_code(uint32_t opcode) const {
+    for (const ConfigOp& o : ops_) {
+        if (o.opcode == opcode) {
+            return &o;
+        }
+    }
+    return nullptr;
+}
+
+/**
+ * @brief 查询某 opcode 是否启用。
+ * @param opcode 操作码
+ * @return 指令存在且 enabled 为 true；未知 opcode 返回 false
+ */
+bool MachineConfig::op_enabled(uint32_t opcode) const {
+    const ConfigOp* op = find_op_by_code(opcode);
+    return op != nullptr && op->enabled;
+}
+
+/**
+ * @brief 按名称查内建 FB。
+ * @param name FB 名（小写，如 "ton"）
+ * @return 命中指针；未找到返回 nullptr
+ */
+const ConfigFb* MachineConfig::find_fb(const std::string& name) const {
+    for (const ConfigFb& f : fbs_) {
+        if (f.name == name) {
+            return &f;
+        }
+    }
+    return nullptr;
+}
+
+}  // namespace compiler

compiler/src/Project.cpp

@@ -0,0 +1,527 @@
+/**
+ * @file Project.cpp
+ * @brief 工程定义与 project.toml 解析（schema 校验）
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details 设计说明（schema 规则见 Doc/初步计划.md 12.1 的 toml 字段表）：
+ * - 解析顺序：root 键白名单 → [project] → [files] → [gvl]（可选）→ [io]（可选），
+ *   任一段失败立即返回（首个错误优先，不做恢复）
+ * - 错误：稳定类别前缀（parse error / unknown key / missing field / invalid value /
+ *   bad entry）+ 行号（toml++ 源位置）
+ * - io 绑定不创造变量：slot 留待 12.6 链接阶段解析，此处填 0
+ *
+ * 函数清单：
+ * - fail                 写错误消息；err 为 nullptr 时静默
+ * - at / at_pos          toml 节点 / 位置 → " (line N)" 行号后缀
+ * - req_string           取字符串（必填校验）
+ * - req_pos_int          取正整数（必填校验）
+ * - req_uint             取非负整数（必填校验，channel / bit 允许 0）
+ * - check_keys           表内键白名单（报首个未知键）
+ * - parse_project_section   [project] 段（name/entry/cycle_limit/dt_ms 全必填）
+ * - parse_files_section     [files] 段（st 必填、非空字符串数组）
+ * - parse_gvl_section       [gvl] 段（可选；file 必填字符串）
+ * - parse_io_entry          [[io.*]] 单个条目（var/channel/bit 全必填）
+ * - parse_io_section        [io] 段（可选；input/output 数组可缺省）
+ * - parse_root              顶层：root 键白名单 + 按序解析四段
+ * - dir_of                  取路径的目录部分
+ * - parse_project           对外入口：parse_file 捕获 parse_error → parse_root
+ * - compile_files           编译文件集合（files.st ∪ gvl.file，去重）
+ * - compute_project_hash    校验文件存在并计算 FNV-1a 64 工程哈希
+ */
+
+#include "compiler/Project.h"
+
+#include <toml++/toml.hpp>
+
+#include <algorithm>
+#include <cstdio>
+#include <filesystem>
+#include <fstream>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+#include "compiler/Stb.h"
+
+namespace compiler {
+namespace {
+
+    // ---- 错误收集：稳定类别前缀 + 行号 ----
+
+    /**
+     * @brief 写错误消息。
+     * @details err 为 nullptr 时静默忽略（调用方可不关心原因）。
+     * @param err 错误输出（可空）
+     * @param msg 完整错误消息（已带类别前缀与行号）
+     */
+    void fail(std::string* err, const std::string& msg) {
+        if (err) {
+            *err = msg;
+        }
+    }
+
+    /**
+     * @brief 给 toml 节点附加行号后缀。
+     * @param n toml 节点
+     * @return " (line N)"，用于定位非法值位置
+     */
+    std::string at(const toml::node& n) {
+        char buf[32];
+        std::snprintf(buf, sizeof buf, " (line %u)", n.source().begin.line);
+        return buf;
+    }
+
+    /**
+     * @brief 给 parse_error 位置附加行号后缀。
+     * @details parse_error 的位置可能是空的（如文件打不开）：只在有位置时带行号。
+     * @param pos toml 源位置
+     * @return " (line N)"；位置为空时返回空串
+     */
+    std::string at_pos(const toml::source_position& pos) {
+        char buf[32];
+        std::snprintf(buf, sizeof buf, " (line %u)", pos.line);
+        return static_cast<bool>(pos) ? buf : std::string();
+    }
+
+    /**
+     * @brief 取字符串字段（必填校验）。
+     * @details 缺失报 "missing field 'key' in [sec]"；类型非字符串报
+     *          "invalid value for 'key' in [sec] (expect string)" + 行号。
+     * @param tbl 当前 toml 表
+     * @param sec 段名（报错用）
+     * @param key 字段名
+     * @param out 输出字符串值
+     * @param err 错误输出（可空）
+     * @return true 成功；false 缺失或类型错误（err 已写）
+     */
+    bool req_string(const toml::table& tbl, const char* sec, const char* key,
+                    std::string* out, std::string* err) {
+        if (const auto nv = tbl[key]) {
+            if (!nv.is_string()) {
+                fail(err, std::string("invalid value for '") + key + "' in [" + sec +
+                              "] (expect string)" + at(*nv.node()));
+                return false;
+            }
+            *out = nv.value_or(std::string());
+            return true;
+        }
+        fail(err, std::string("missing field '") + key + "' in [" + sec + "]");
+        return false;
+    }
+
+    /**
+     * @brief 取正整数字段（必填校验）。
+     * @details 缺失报 "missing field"；非整数报 "invalid value ... (expect integer)"；
+     *          v <= 0 报 "(expect > 0)"，均带行号。
+     * @param tbl 当前 toml 表
+     * @param sec 段名（报错用）
+     * @param key 字段名
+     * @param out 输出整数值
+     * @param err 错误输出（可空）
+     * @return true 成功；false 缺失或非法（err 已写）
+     */
+    bool req_pos_int(const toml::table& tbl, const char* sec, const char* key,
+                     uint32_t* out, std::string* err) {
+        if (const auto nv = tbl[key]) {
+            if (!nv.is_integer()) {
+                fail(err, std::string("invalid value for '") + key + "' in [" + sec +
+                              "] (expect integer)" + at(*nv.node()));
+                return false;
+            }
+            const int64_t v = nv.value_or<int64_t>(0);
+            if (v <= 0) {
+                fail(err, std::string("invalid value for '") + key + "' in [" + sec +
+                              "] (expect > 0)" + at(*nv.node()));
+                return false;
+            }
+            *out = static_cast<uint32_t>(v);
+            return true;
+        }
+        fail(err, std::string("missing field '") + key + "' in [" + sec + "]");
+        return false;
+    }
+
+    /**
+     * @brief 取非负整数字段（必填校验）。
+     * @details 与 req_pos_int 相同校验，但允许 0（channel / bit 可为 0）。
+     * @param tbl 当前 toml 表
+     * @param sec 段名（报错用）
+     * @param key 字段名
+     * @param out 输出整数值
+     * @param err 错误输出（可空）
+     * @return true 成功；false 缺失或非法（err 已写）
+     */
+    bool req_uint(const toml::table& tbl, const char* sec, const char* key,
+                  uint32_t* out, std::string* err) {
+        if (const auto nv = tbl[key]) {
+            if (!nv.is_integer()) {
+                fail(err, std::string("invalid value for '") + key + "' in [" + sec +
+                              "] (expect integer)" + at(*nv.node()));
+                return false;
+            }
+            const int64_t v = nv.value_or<int64_t>(0);
+            if (v < 0) {
+                fail(err, std::string("invalid value for '") + key + "' in [" + sec +
+                              "] (expect >= 0)" + at(*nv.node()));
+                return false;
+            }
+            *out = static_cast<uint32_t>(v);
+            return true;
+        }
+        fail(err, std::string("missing field '") + key + "' in [" + sec + "]");
+        return false;
+    }
+
+    /**
+     * @brief 表内键白名单校验。
+     * @details 发现首个未知键即失败，报 "unknown key 'key' in [sec]" + 行号。
+     * @param tbl 当前 toml 表
+     * @param sec 段名（报错用）
+     * @param allowed 允许的键名数组
+     * @param n_allowed 键名数量
+     * @param err 错误输出（可空）
+     * @return true 全部合法；false 有未知键（err 已写）
+     */
+    bool check_keys(const toml::table& tbl, const char* sec,
+                    const char* const* allowed, size_t n_allowed,
+                    std::string* err) {
+        for (const auto& [key, node] : tbl) {
+            bool ok = false;
+            for (size_t i = 0; i < n_allowed; ++i) {
+                if (key == allowed[i]) {
+                    ok = true;
+                    break;
+                }
+            }
+            if (!ok) {
+                fail(err, std::string("unknown key '") + std::string(key) + "' in [" +
+                              sec + "]" + at(node));
+                return false;
+            }
+        }
+        return true;
+    }
+
+    // ---- [project] ----
+
+    /**
+     * @brief 解析 [project] 段。
+     * @details name/entry/cycle_limit/dt_ms 全必填；第一版 entry 只接受 "program MAIN"。
+     * @param root 根表
+     * @param out 输出 Project（填充 name/entry/cycle_limit/dt_ms）
+     * @param err 错误输出（可空）
+     * @return true 成功；false（err 已写）
+     */
+    bool parse_project_section(const toml::table& root, Project* out, std::string* err) {
+        static const char* const allowed[] = {"name", "entry", "cycle_limit", "dt_ms"};
+
+        if (const auto nv = root["project"]) {
+            if (!nv.is_table()) {
+                fail(err, "invalid value for 'project' (expect table)" + at(*nv.node()));
+                return false;
+            }
+            const toml::table& sec = *nv.as_table();
+            if (!check_keys(sec, "project", allowed, 4, err)) {
+                return false;
+            }
+            if (!req_string(sec, "project", "name", &out->name, err)) {
+                return false;
+            }
+            if (!req_string(sec, "project", "entry", &out->entry, err)) {
+                return false;
+            }
+            if (out->entry != "program MAIN") {
+                fail(err, "invalid value for 'entry' in [project] (expect \"program MAIN\")" +
+                              at(*sec["entry"].node()));
+                return false;
+            }
+            if (!req_pos_int(sec, "project", "cycle_limit", &out->cycle_limit, err)) {
+                return false;
+            }
+            if (!req_pos_int(sec, "project", "dt_ms", &out->dt_ms, err)) {
+                return false;
+            }
+            return true;
+        }
+        fail(err, "missing field 'project' in <root>");
+        return false;
+    }
+
+    // ---- [files] ----
+
+    /**
+     * @brief 解析 [files] 段。
+     * @details st 必填、非空数组，元素必须全为字符串，按声明顺序收集。
+     * @param root 根表
+     * @param out 输出 Project（填充 files_st）
+     * @param err 错误输出（可空）
+     * @return true 成功；false（err 已写）
+     */
+    bool parse_files_section(const toml::table& root, Project* out, std::string* err) {
+        static const char* const allowed[] = {"st"};
+
+        if (const auto nv = root["files"]) {
+            if (!nv.is_table()) {
+                fail(err, "invalid value for 'files' (expect table)" + at(*nv.node()));
+                return false;
+            }
+            const toml::table& sec = *nv.as_table();
+            if (!check_keys(sec, "files", allowed, 1, err)) {
+                return false;
+            }
+            if (const auto st = sec["st"]) {
+                if (!st.is_array()) {
+                    fail(err, "invalid value for 'st' in [files] (expect array)" + at(*st.node()));
+                    return false;
+                }
+                const toml::array& arr = *st.as_array();
+                if (arr.empty()) {
+                    fail(err, "invalid value for 'st' in [files] (expect non-empty array)");
+                    return false;
+                }
+                for (const auto& el : arr) {
+                    if (!el.is_string()) {
+                        fail(err, "invalid value in 'st' in [files] (expect array of strings)" +
+                                      at(el));
+                        return false;
+                    }
+                    out->files_st.push_back(el.value_or(std::string()));
+                }
+                return true;
+            }
+            fail(err, "missing field 'st' in [files]");
+            return false;
+        }
+        fail(err, "missing field 'files' in <root>");
+        return false;
+    }
+
+    // ---- [gvl]（可选）----
+
+    /**
+     * @brief 解析 [gvl] 段（可选）。
+     * @details 存在时 file 必填字符串；整段缺失不报错。
+     * @param root 根表
+     * @param out 输出 Project（填充 gvl_file）
+     * @param err 错误输出（可空）
+     * @return true 成功；false（err 已写）
+     */
+    bool parse_gvl_section(const toml::table& root, Project* out, std::string* err) {
+        static const char* const allowed[] = {"file"};
+
+        if (const auto nv = root["gvl"]) {
+            if (!nv.is_table()) {
+                fail(err, "invalid value for 'gvl' (expect table)" + at(*nv.node()));
+                return false;
+            }
+            const toml::table& sec = *nv.as_table();
+            if (!check_keys(sec, "gvl", allowed, 1, err)) {
+                return false;
+            }
+            return req_string(sec, "gvl", "file", &out->gvl_file, err);
+        }
+        return true;  // gvl 可选
+    }
+
+    // ---- [[io.input]] / [[io.output]]（可选）----
+
+    /**
+     * @brief 解析单个 I/O 条目（[[io.input]] / [[io.output]] 数组元素）。
+     * @details var/channel/bit 全必填，channel/bit 为非负整数；类型非表报
+     *          "bad entry in [[io.xxx]] (expect table)"；slot 留待 12.6 链接阶段解析。
+     * @param el 条目节点
+     * @param is_input true = [[io.input]]，false = [[io.output]]
+     * @param out 输出 Project（追加 io 条目）
+     * @param err 错误输出（可空）
+     * @return true 成功；false（err 已写）
+     */
+    bool parse_io_entry(const toml::node& el, bool is_input, Project* out, std::string* err) {
+        static const char* const allowed[] = {"var", "channel", "bit"};
+
+        if (!el.is_table()) {
+            fail(err, std::string("bad entry in [[io.") + (is_input ? "input" : "output") +
+                          "]] (expect table)" + at(el));
+            return false;
+        }
+        const toml::table& sec = *el.as_table();
+        if (!check_keys(sec, is_input ? "io.input" : "io.output", allowed, 3, err)) {
+            return false;
+        }
+        IoBinding b;
+        b.is_input = is_input;
+        b.slot = 0;  // 12.6 链接阶段再解析
+        if (!req_string(sec, is_input ? "io.input" : "io.output", "var", &b.var, err)) {
+            return false;
+        }
+        if (!req_uint(sec, is_input ? "io.input" : "io.output", "channel", &b.channel, err)) {
+            return false;
+        }
+        if (!req_uint(sec, is_input ? "io.input" : "io.output", "bit", &b.bit, err)) {
+            return false;
+        }
+        out->io.push_back(b);
+        return true;
+    }
+
+    /**
+     * @brief 解析 [io] 段（可选）。
+     * @details input/output 子表为数组时逐条解析，两数组都可缺省；整段缺失不报错。
+     * @param root 根表
+     * @param out 输出 Project（填充 io）
+     * @param err 错误输出（可空）
+     * @return true 成功；false（err 已写）
+     */
+    bool parse_io_section(const toml::table& root, Project* out, std::string* err) {
+        static const char* const allowed[] = {"input", "output"};
+
+        if (const auto nv = root["io"]) {
+            if (!nv.is_table()) {
+                fail(err, "invalid value for 'io' (expect table)" + at(*nv.node()));
+                return false;
+            }
+            const toml::table& sec = *nv.as_table();
+            if (!check_keys(sec, "io", allowed, 2, err)) {
+                return false;
+            }
+            for (const char* which : {"input", "output"}) {
+                if (const auto arr = sec[which]) {
+                    if (!arr.is_array()) {
+                        fail(err, std::string("invalid value for '") + which +
+                                      "' in [io] (expect array of tables)" + at(*arr.node()));
+                        return false;
+                    }
+                    const bool is_input = (which[0] == 'i');
+                    for (const auto& el : *arr.as_array()) {
+                        if (!parse_io_entry(el, is_input, out, err)) {
+                            return false;
+                        }
+                    }
+                }
+            }
+            return true;
+        }
+        return true;  // io 可选
+    }
+
+    // ---- 顶层 ----
+
+    /**
+     * @brief 顶层解析入口。
+     * @details root 键白名单 + 按 project → files → gvl → io 顺序解析，
+     *          任一段失败立即返回 false（首个错误优先，不做恢复）。
+     * @param root 根表
+     * @param out 输出 Project
+     * @param err 错误输出（可空）
+     * @return true 成功；false（err 已写）
+     */
+    bool parse_root(const toml::table& root, Project* out, std::string* err) {
+        static const char* const allowed[] = {"project", "files", "gvl", "io"};
+        if (!check_keys(root, "root", allowed, 4, err)) {
+            return false;
+        }
+        if (!parse_project_section(root, out, err)) {
+            return false;
+        }
+        if (!parse_files_section(root, out, err)) {
+            return false;
+        }
+        if (!parse_gvl_section(root, out, err)) {
+            return false;
+        }
+        return parse_io_section(root, out, err);
+    }
+
+    /**
+     * @brief 取路径的目录部分。
+     * @details 最后一个分隔符之前；无分隔符返回 "."（相对当前目录）。
+     * @param path 文件路径
+     * @return 目录部分
+     */
+    std::string dir_of(const std::string& path) {
+        const size_t slash = path.find_last_of("/\\");
+        return (slash == std::string::npos) ? "." : path.substr(0, slash);
+    }
+
+}  // namespace
+
+/**
+ * @brief 解析并校验 project.toml（对外入口）。
+ * @details 先定 base_dir（toml 所在目录），再 parse_file；toml++ 默认 TOML_EXCEPTIONS=1，
+ *          parse_file 失败直接抛 parse_error，捕获后报 "parse error: <描述>" + 行号
+ *          （位置空时不带），随后交由 parse_root 按段解析。
+ * @param toml_path project.toml 路径
+ * @param out 输出 Project
+ * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+ * @return true 成功；false 失败（err 已写）
+ */
+bool parse_project(const std::string& toml_path, Project* out, std::string* err) {
+    out->base_dir = dir_of(toml_path);
+
+    // toml++ 默认 TOML_EXCEPTIONS=1：parse_file 失败直接抛 parse_error
+    toml::table tbl;
+    try {
+        tbl = toml::parse_file(toml_path);
+    } catch (const toml::parse_error& e) {
+        fail(err, std::string("parse error: ") + std::string(e.description()) +
+                      at_pos(e.source().begin));
+        return false;
+    }
+    return parse_root(tbl, out, err);
+}
+
+// ---- 文件集合与工程哈希 ----
+
+/**
+ * @brief 编译文件集合：files.st ∪ gvl.file，去重（gvl 已在 files.st 则跳过）。
+ * @details 保持 files.st 顺序，gvl 追加在后；相对路径以 base_dir 为基准解析。
+ * @param p 工程定义
+ * @return 编译文件路径集合
+ */
+std::vector<std::string> compile_files(const Project& p) {
+    std::vector<std::string> out = p.files_st;
+    if (!p.gvl_file.empty() &&
+        std::find(out.begin(), out.end(), p.gvl_file) == out.end()) {
+        out.push_back(p.gvl_file);
+    }
+    return out;
+}
+
+/**
+ * @brief 校验全部文件存在并计算工程哈希。
+ * @details 集合按路径排序（规格：路径只当排序键），对内容做 FNV-1a 64 增量；
+ *          空集合 = basis（kFnvBasis）；缺文件报错前缀 "file missing"。
+ * @param p 工程定义
+ * @param hash 输出工程哈希
+ * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+ * @return true 成功；false 文件缺失（err 已写）
+ */
+bool compute_project_hash(const Project& p, uint64_t* hash, std::string* err) {
+    std::vector<std::string> files = compile_files(p);
+
+    // 路径排序（规格：路径只当排序键）
+    std::vector<std::string> sorted = files;
+    std::sort(sorted.begin(), sorted.end());
+
+    std::filesystem::path base(p.base_dir);
+    uint64_t h = kFnvBasis;
+    for (const std::string& f : sorted) {
+        std::ifstream in(base / f, std::ios::binary);
+        if (!in) {
+            fail(err, "file missing: " + (base / f).string());
+            return false;
+        }
+        char buf[4096];
+        while (in) {
+            in.read(buf, sizeof buf);
+            const std::streamsize n = in.gcount();
+            if (n > 0) {
+                h = fnv1a64_update(h, reinterpret_cast<const uint8_t*>(buf),
+                                        static_cast<size_t>(n));
+            }
+        }
+    }
+    *hash = h;
+    return true;
+}
+
+}  // namespace compiler

compiler/src/Stb.cpp

@@ -0,0 +1,481 @@
+/**
+ * @file Stb.cpp
+ * @brief 编译器自带的 .stb 映像规范（写侧）+ 只读视图 + FNV-1a + sidecar
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details 与 vm 侧各一份实现；格式契约见 Doc/isa/指令与映像.md。
+ * 12.13 修订已落地：头 104 = 原 72 + 型号标识[32] @72，文件尾 SHA-256[32]；
+ * 工程哈希为 FNV-1a 64。
+ */
+
+#include "compiler/Stb.h"
+
+#include <cstdio>
+#include <cstring>
+#include <fstream>
+
+#include "compiler/Project.h"
+
+namespace compiler {
+
+/**
+ * @brief FNV-1a 64 增量哈希更新（工程哈希，非密码学）。
+ * @param h 当前哈希（首轮传 kFnvBasis）
+ * @param data 输入字节
+ * @param len 字节数
+ * @return 更新后的哈希值
+ * @details 每字节：h ^= byte; h *= kFnvPrime。
+ */
+uint64_t fnv1a64_update(uint64_t h, const uint8_t* data, size_t len) {
+    for (size_t i = 0; i < len; ++i) {
+        h ^= data[i];
+        h *= kFnvPrime;
+    }
+    return h;
+}
+
+/**
+ * @brief FNV-1a 64 一次性哈希（工程哈希）。
+ * @param data 输入字节
+ * @param len 字节数
+ * @return 哈希值（从 kFnvBasis 起）
+ */
+uint64_t fnv1a64(const uint8_t* data, size_t len) {
+    return fnv1a64_update(kFnvBasis, data, len);
+}
+
+namespace {
+
+    /// 小端读 32 位。
+    uint32_t get_le32(const uint8_t* p) {
+        return static_cast<uint32_t>(p[0])
+            | (static_cast<uint32_t>(p[1]) << 8)
+            | (static_cast<uint32_t>(p[2]) << 16)
+            | (static_cast<uint32_t>(p[3]) << 24);
+    }
+
+    /// 小端读 64 位。
+    uint64_t get_le64(const uint8_t* p) {
+        uint64_t v = 0;
+        for (int i = 0; i < 8; ++i) {
+            v |= static_cast<uint64_t>(p[i]) << (8 * i);
+        }
+        return v;
+    }
+
+    // ---- SHA-256（FIPS 180-4）----
+
+    /// SHA-256 轮常量 K[0..63]。
+    const uint32_t kShaK[64] = {
+        0x428a2f98, 0x71374491, 0xb5c0fbcf, 0xe9b5dba5, 0x3956c25b, 0x59f111f1,
+        0x923f82a4, 0xab1c5ed5, 0xd807aa98, 0x12835b01, 0x243185be, 0x550c7dc3,
+        0x72be5d74, 0x80deb1fe, 0x9bdc06a7, 0xc19bf174, 0xe49b69c1, 0xefbe4786,
+        0x0fc19dc6, 0x240ca1cc, 0x2de92c6f, 0x4a7484aa, 0x5cb0a9dc, 0x76f988da,
+        0x983e5152, 0xa831c66d, 0xb00327c8, 0xbf597fc7, 0xc6e00bf3, 0xd5a79147,
+        0x06ca6351, 0x14292967, 0x27b70a85, 0x2e1b2138, 0x4d2c6dfc, 0x53380d13,
+        0x650a7354, 0x766a0abb, 0x81c2c92e, 0x92722c85, 0xa2bfe8a1, 0xa81a664b,
+        0xc24b8b70, 0xc76c51a3, 0xd192e819, 0xd6990624, 0xf40e3585, 0x106aa070,
+        0x19a4c116, 0x1e376c08, 0x2748774c, 0x34b0bcb5, 0x391c0cb3, 0x4ed8aa4a,
+        0x5b9cca4f, 0x682e6ff3, 0x748f82ee, 0x78a5636f, 0x84c87814, 0x8cc70208,
+        0x90befffa, 0xa4506ceb, 0xbef9a3f7, 0xc67178f2,
+    };
+
+    /// 循环右移。
+    inline uint32_t rotr(uint32_t x, uint32_t n) { return (x >> n) | (x << (32 - n)); }
+
+    /**
+     * @brief SHA-256 增量状态机。
+     * @details 标准 FIPS 180-4 实现：update() 吸收任意长度字节流，final() 输出
+     *          32 字节大端摘要。按 64 字节块 process()。
+     */
+    struct Sha256 {
+        uint32_t h[8] = {0x6a09e667, 0xbb67ae85, 0x3c6ef372, 0xa54ff53a,
+                         0x510e527f, 0x9b05688c, 0x1f83d9ab, 0x5be0cd19};  ///< 初始哈希值
+        uint64_t total = 0;   ///< 已吸收字节数（final 时编码进长度域）
+        uint8_t block[64];    ///< 当前块缓冲
+        size_t block_len = 0; ///< 块缓冲已用字节数
+
+        /**
+         * @brief 吸收数据。
+         * @param data 输入字节
+         * @param len 字节数
+         */
+        void update(const uint8_t* data, size_t len) {
+            total += len;
+            while (len > 0) {
+                const size_t take = (block_len < 64) ? (64 - block_len) : 0;
+                const size_t n = len < take ? len : take;
+                if (n > 0) {
+                    for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
+                        block[block_len + i] = data[i];
+                    }
+                    block_len += n;
+                    data += n;
+                    len -= n;
+                    if (block_len == 64) {
+                        process();
+                        block_len = 0;
+                    }
+                } else {
+                    break;
+                }
+            }
+        }
+
+        /// 压缩一个满块（64 字节：w[0..63] 展开 + 64 轮）。
+        void process() {
+            uint32_t w[64];
+            for (int i = 0; i < 16; ++i) {
+                w[i] = get_be32(block + i * 4);
+            }
+            for (int i = 16; i < 64; ++i) {
+                const uint32_t s0 = rotr(w[i - 15], 7) ^ rotr(w[i - 15], 18) ^ (w[i - 15] >> 3);
+                const uint32_t s1 = rotr(w[i - 2], 17) ^ rotr(w[i - 2], 19) ^ (w[i - 2] >> 10);
+                w[i] = w[i - 16] + s0 + w[i - 7] + s1;
+            }
+            uint32_t a = h[0], b = h[1], c = h[2], d = h[3];
+            uint32_t e = h[4], f = h[5], g = h[6], hh = h[7];
+            for (int i = 0; i < 64; ++i) {
+                const uint32_t s1 = rotr(e, 6) ^ rotr(e, 11) ^ rotr(e, 25);
+                const uint32_t ch = (e & f) ^ (~e & g);
+                const uint32_t t1 = hh + s1 + ch + kShaK[i] + w[i];
+                const uint32_t s0 = rotr(a, 2) ^ rotr(a, 13) ^ rotr(a, 22);
+                const uint32_t maj = (a & b) ^ (a & c) ^ (b & c);
+                const uint32_t t2 = s0 + maj;
+                hh = g;
+                g = f;
+                f = e;
+                e = d + t1;
+                d = c;
+                c = b;
+                b = a;
+                a = t1 + t2;
+            }
+            h[0] += a; h[1] += b; h[2] += c; h[3] += d;
+            h[4] += e; h[5] += f; h[6] += g; h[7] += hh;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 结束并输出摘要。
+         * @param out 32 字节输出缓冲（大端）
+         */
+        void final(uint8_t out[32]) {
+            const uint64_t bitlen = total * 8;
+            const uint8_t pad = 0x80;
+            update(&pad, 1);
+            const uint8_t zeros[64] = {0};
+            // 补零到 block_len == 56（跨块时先补满当前块再补）
+            while (block_len != 56) {
+                const size_t n = (block_len < 56) ? (56 - block_len) : (64 - block_len);
+                update(zeros, n);
+            }
+            // 64 位大端比特长度
+            for (int i = 0; i < 8; ++i) {
+                const uint8_t b2[1] = {static_cast<uint8_t>((bitlen >> (56 - 8 * i)) & 0xFF)};
+                update(b2, 1);
+            }
+            for (int i = 0; i < 8; ++i) {
+                out[i * 4 + 0] = static_cast<uint8_t>((h[i] >> 24) & 0xFF);
+                out[i * 4 + 1] = static_cast<uint8_t>((h[i] >> 16) & 0xFF);
+                out[i * 4 + 2] = static_cast<uint8_t>((h[i] >> 8) & 0xFF);
+                out[i * 4 + 3] = static_cast<uint8_t>(h[i] & 0xFF);
+            }
+        }
+
+        /// 大端读 32 位。
+        static uint32_t get_be32(const uint8_t* p) {
+            return (static_cast<uint32_t>(p[0]) << 24) | (static_cast<uint32_t>(p[1]) << 16) |
+                   (static_cast<uint32_t>(p[2]) << 8) | static_cast<uint32_t>(p[3]);
+        }
+    };
+
+}  // namespace
+
+/**
+ * @brief 一次性 SHA-256（文件完整性校验）。
+ * @param data 输入字节
+ * @param len 字节数
+ * @param out 32 字节摘要输出（大端）
+ */
+void sha256(const uint8_t* data, size_t len, uint8_t out[kSha256Size]) {
+    Sha256 s;
+    s.update(data, len);
+    s.final(out);
+}
+
+/**
+ * @brief 按型号标识约定填充 32 字节：name + version（如 "STATOR1"）。
+ * @param name 型号名
+ * @param version 版本号
+ * @param out 32 字节输出缓冲
+ * @details 不足补 '\0'，超长截断。
+ */
+void fill_model_id(const std::string& name, uint32_t version, char out[kModelIdSize]) {
+    const std::string id = name + std::to_string(version);
+    for (size_t i = 0; i < kModelIdSize; ++i) {
+        out[i] = i < id.size() ? id[i] : '\0';
+    }
+}
+
+/**
+ * @brief 从原始字节构造只读视图（不拷贝，调用方保证生命周期）。
+ * @param buf 映像缓冲；可为 nullptr
+ * @param len 缓冲字节数
+ * @return 校验结果；ok() 判成功，error() 取失败原因
+ * @details 校验顺序：长度 ≥ 头 → 魔数 → 版本 → 段偏移范围/单调 →
+ * 常量表/函数表大小 → 代码段 4 字节对齐 → 入口 fn_id 范围；
+ * 错误消息："null buffer" / "image too short" / "bad magic" /
+ * "bad version" / "missing sha256 tail" / "segment offset out of range" /
+ * "segment offsets not monotonic" / "const table size mismatch" /
+ * "function table size mismatch" / "code segment not 4-byte aligned" /
+ * "entry fn_id out of range"。
+ */
+StbView StbView::from(const uint8_t* buf, size_t len) {
+    StbView v;
+    v.buf_ = buf;
+    v.len_ = len;
+    if (buf == nullptr) {
+        v.err_ = "null buffer";
+        return v;
+    }
+    if (len < kHeaderSize) {
+        v.err_ = "image too short";
+        return v;
+    }
+    if (get_le32(buf + 0) != kMagic) {
+        v.err_ = "bad magic";
+        return v;
+    }
+    if (get_le32(buf + 4) != kVersion) {
+        v.err_ = "bad version";
+        return v;
+    }
+    v.cycle_limit_ = get_le32(buf + 8);
+    v.dt_ms_ = get_le32(buf + 12);
+    v.project_hash_ = get_le64(buf + 16);
+    v.entry_fn_id_ = get_le32(buf + 24);
+    v.n_globals_ = get_le32(buf + 28);
+    v.n_consts_ = get_le32(buf + 44);
+    v.n_funcs_ = get_le32(buf + 48);
+    v.offset_code_ = get_le32(buf + 60);
+    v.offset_fb_ = get_le32(buf + 64);
+    v.offset_data_ = get_le32(buf + 68);
+
+    // 段校验（12.13：文件尾 SHA-256[32] 在数据段之后）
+    if (len < static_cast<size_t>(v.offset_data_) + kSha256Size) {
+        v.err_ = "missing sha256 tail";
+        return v;
+    }
+    const uint64_t offs[5] = {get_le32(buf + 52), get_le32(buf + 56), v.offset_code_,
+                              v.offset_fb_, v.offset_data_};
+    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
+        if (offs[i] < kHeaderSize || offs[i] > len - kSha256Size) {
+            v.err_ = "segment offset out of range";
+            return v;
+        }
+        if (i > 0 && offs[i] < offs[i - 1]) {
+            v.err_ = "segment offsets not monotonic";
+            return v;
+        }
+    }
+    if (offs[1] - offs[0] != static_cast<uint64_t>(v.n_consts_) * kConstEntrySize) {
+        v.err_ = "const table size mismatch";
+        return v;
+    }
+    if (offs[2] - offs[1] != static_cast<uint64_t>(v.n_funcs_) * kFuncRowSize) {
+        v.err_ = "function table size mismatch";
+        return v;
+    }
+    if ((v.offset_fb_ - v.offset_code_) % 4 != 0) {
+        v.err_ = "code segment not 4-byte aligned";
+        return v;
+    }
+    if (v.entry_fn_id_ >= v.n_funcs_ && v.n_funcs_ != 0) {
+        v.err_ = "entry fn_id out of range";
+        return v;
+    }
+    v.ok_ = true;
+    v.err_.clear();
+    return v;
+}
+
+/// 从 vector 构造（转发 from(buf.data(), buf.size())）。
+StbView StbView::from(const std::vector<uint8_t>& buf) {
+    return from(buf.data(), buf.size());
+}
+
+/// 读常量表一行；越界或未 ok() 时返回全 0。
+ConstEntry StbView::const_entry(size_t i) const {
+    ConstEntry e;
+    if (ok_ && i < n_consts_) {
+        const uint8_t* p = buf_ + offs_of_const() + i * kConstEntrySize;
+        e.tag = get_le32(p);
+        e.value = get_le64(p + 4);
+    }
+    return e;
+}
+
+/// 常量表段起点（头 @52；由 from() 已校验的段起点）。
+uint32_t StbView::offs_of_const() const {
+    // offset_const = offs[0]，由 from() 已校验的段起点
+    return static_cast<uint32_t>(get_le32(buf_ + 52));
+}
+
+/// 读函数表一行；越界或未 ok() 时返回全 0。
+StbView::FuncRow StbView::func_row(size_t i) const {
+    FuncRow r;
+    if (ok_ && i < n_funcs_) {
+        const uint8_t* p = buf_ + get_le32(buf_ + 56) + i * kFuncRowSize;
+        r.nregs = get_le32(p + 0);
+        r.code_offset = get_le32(p + 4);
+        r.code_len = get_le32(p + 8);
+    }
+    return r;
+}
+
+/// 字节码段起点（未 ok() 时返回 nullptr）。
+const uint8_t* StbView::code_bytes() const {
+    return ok_ ? buf_ + offset_code_ : nullptr;
+}
+
+/// 字节码段字节数（未 ok() 时返回 0）。
+size_t StbView::code_len() const {
+    return ok_ ? offset_fb_ - offset_code_ : 0;
+}
+
+/// 数据段起点（未 ok() 时返回 nullptr）。
+const uint8_t* StbView::data_bytes() const {
+    return ok_ ? buf_ + offset_data_ : nullptr;
+}
+
+/// 数据段字节数（不含文件尾 SHA-256；未 ok() 时返回 0）。
+size_t StbView::data_len() const {
+    return ok_ ? (len_ - kSha256Size) - offset_data_ : 0;
+}
+
+/// 型号标识字符串（头 72..103，截断到首个 '\0'；未 ok() 时返回空串）。
+std::string StbView::model_id() const {
+    if (!ok_) {
+        return "";
+    }
+    std::string s(reinterpret_cast<const char*>(buf_ + 72), kModelIdSize);
+    const size_t z = s.find('\0');
+    if (z != std::string::npos) {
+        s.resize(z);
+    }
+    return s;
+}
+
+/// 型号标识是否匹配 name + version（未 ok() 时返回 false）。
+bool StbView::model_matches(const std::string& name, uint32_t version) const {
+    char want[kModelIdSize];
+    fill_model_id(name, version, want);
+    return std::memcmp(buf_ + 72, want, kModelIdSize) == 0;
+}
+
+/// 文件尾 32 字节 SHA-256 校验（对文件尾之前全部内容重算；未 ok() 时返回 false）。
+bool StbView::sha_ok() const {
+    if (!ok_) {
+        return false;
+    }
+    const size_t content_len = len_ - kSha256Size;
+    uint8_t digest[kSha256Size];
+    sha256(buf_, content_len, digest);
+    return std::memcmp(buf_ + content_len, digest, kSha256Size) == 0;
+}
+
+/**
+ * @brief 读整个文件为字节（纯字节；校验交给 StbView）。
+ * @param path 文件路径
+ * @param out 输出字节
+ * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+ * @return true 成功；false（err "cannot open for read: <path>"）
+ */
+bool read_stb_file(const char* path, std::vector<uint8_t>* out, std::string* err) {
+    std::ifstream in(path, std::ios::binary);
+    if (!in) {
+        if (err) {
+            *err = "cannot open for read: " + std::string(path);
+        }
+        return false;
+    }
+    out->assign(std::istreambuf_iterator<char>(in), std::istreambuf_iterator<char>());
+    return true;
+}
+
+/**
+ * @brief 写字节为文件（纯字节）。
+ * @param path 文件路径
+ * @param img 映像字节
+ * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+ * @return true 成功；false（err "cannot open for write: <path>" / "write failed: <path>"）
+ */
+bool write_stb_file(const char* path, const std::vector<uint8_t>& img, std::string* err) {
+    std::FILE* f = std::fopen(path, "wb");
+    if (f == nullptr) {
+        if (err) {
+            *err = "cannot open for write: " + std::string(path);
+        }
+        return false;
+    }
+    const bool ok = img.empty() || std::fwrite(&img[0], 1, img.size(), f) == img.size();
+    std::fclose(f);
+    if (!ok && err) {
+        *err = "write failed: " + std::string(path);
+    }
+    return ok;
+}
+
+/**
+ * @brief 生成 sidecar 文本（TOML）。
+ * @param bindings I/O 绑定列表
+ * @return TOML 文本（每个绑定一节 [[io.input]] / [[io.output]]，含
+ *         var / slot / channel / bit 四字段）
+ * @details I/O 绑定 var → 槽号 → channel/bit（执行器采样用）。
+ */
+std::string make_sidecar(const std::vector<IoBinding>& bindings) {
+    std::string out;
+    for (const IoBinding& b : bindings) {
+        char buf[64];
+        out += b.is_input ? "[[io.input]]\n" : "[[io.output]]\n";
+        out += "var = \"";
+        out += b.var;
+        out += "\"\n";
+        std::snprintf(buf, sizeof buf, "slot = %u\n", static_cast<unsigned>(b.slot));
+        out += buf;
+        std::snprintf(buf, sizeof buf, "channel = %u\n", static_cast<unsigned>(b.channel));
+        out += buf;
+        std::snprintf(buf, sizeof buf, "bit = %u\n", static_cast<unsigned>(b.bit));
+        out += buf;
+        out += "\n";
+    }
+    return out;
+}
+
+/**
+ * @brief 生成并写 sidecar 文件。
+ * @param path 文件路径
+ * @param bindings I/O 绑定列表
+ * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+ * @return true 成功；false（err "cannot open for write: <path>" / "write failed: <path>"）
+ */
+bool write_sidecar_file(const char* path, const std::vector<IoBinding>& bindings,
+                        std::string* err) {
+    std::FILE* f = std::fopen(path, "wb");
+    if (f == nullptr) {
+        if (err) {
+            *err = "cannot open for write: " + std::string(path);
+        }
+        return false;
+    }
+    const std::string s = make_sidecar(bindings);
+    const bool ok = s.empty() || std::fwrite(s.data(), 1, s.size(), f) == s.size();
+    std::fclose(f);
+    if (!ok && err) {
+        *err = "write failed: " + std::string(path);
+    }
+    return ok;
+}
+
+}  // namespace compiler

compiler/src/TypeInfo.cpp

@@ -0,0 +1,57 @@
+/**
+ * @file TypeInfo.cpp
+ * @brief 语言类型元数据（machine.toml 别名 + 内建基元解析）
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details type_meta 实现：先按名称（大小写不敏感）命中配置类型行，
+ *          再由 base 解析出内建基元，合成 TypeMeta。
+ */
+
+#include "compiler/TypeInfo.h"
+
+#include <cctype>
+
+namespace compiler {
+
+namespace {
+
+    /**
+     * @brief 转小写。
+     * @param s 输入串
+     * @return 全小写副本（逐字符 tolower，逐字节安全）
+     */
+    std::string lower(const std::string& s) {
+        std::string out = s;
+        for (char& ch : out) {
+            ch = static_cast<char>(std::tolower(static_cast<unsigned char>(ch)));
+        }
+        return out;
+    }
+
+}  // namespace
+
+/**
+ * @brief 按语言类型名查元数据。
+ * @param cfg 机器配置（类型表来源）
+ * @param name 语言类型名
+ * @return 对应 TypeMeta；未找到返回空 TypeMeta（operator bool 为 false）
+ * @details 比较前两侧都转小写（配置名大写 BOOL/INT/TIME，Linker type_name 小写）；
+ *          命中配置行后再用 base 解析内建基元，两者都命中才算有效。
+ */
+TypeMeta type_meta(const MachineConfig& cfg, const std::string& name) {
+    TypeMeta m;
+    const std::string key = lower(name);
+    for (const ConfigType& t : cfg.types()) {
+        if (lower(t.name) == key) {
+            m.config = &t;
+            break;
+        }
+    }
+    if (m.config != nullptr) {
+        m.prim = MachineConfig::find_prim(m.config->base);
+    }
+    return m;
+}
+
+}  // namespace compiler

compiler/src/Typecheck.cpp

@@ -0,0 +1,494 @@
+/**
+ * @file Typecheck.cpp
+ * @brief 类型检查
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details 设计说明（详见 Doc/compiler/类型检查.md）：
+ * - 在链接成功后运行：符号/字段/函数存在性已由 12.6 保证，本阶段只查类型
+ * - 表达式求值类型三型：BOOL / INT / TIME；无隐式宽化，INT 与 TIME 不混用
+ * - 语句规则：赋值类型相等、FUNCTION 禁写全局（含 EXTERNAL，用例 14）、
+ *   FB 命名实参匹配字段类型、IF/WHILE 条件必须 BOOL
+ * - 错误：稳定前缀 "type error" + 文件（Expr/Stmt 无行列信息，只带文件）
+ *
+ * 函数清单：
+ * - tname                TType → 文本名（BOOL/INT/TIME）
+ * - to_type(TypeKind)    TypeKind → TType（FB 类型返回 false）
+ * - to_type(string)      符号 type_name 字符串 → TType
+ * - Checker::Checker    （构造）存工程/源文件/链接结果/错误输出
+ * - Checker::run         逐 POU 逐语句检查
+ * - Checker::fail        组装 "type error: <msg> (file)" 返回 false
+ * - find_scope           按 POU 名取作用域
+ * - find_sym             在作用域里按名查符号
+ * - find_global          按名查全局符号
+ * - find_pou             按名查 POU AST（函数返回类型用）
+ * - check_stmt           语句规则分发（赋值/FB 调用/IF/WHILE）
+ * - assign_target_type   解析赋值左值类型（局部/全局/函数名），FUNCTION 禁写全局
+ * - check_expr           表达式定类型（递归）
+ * - check_project        对外入口：逐 POU 检查
+ */
+
+#include "compiler/Typecheck.h"
+
+#include <cstdio>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+namespace compiler {
+namespace {
+
+    /**
+     * @brief TType → 文本名（错误报文用）
+     * @param t 求值类型
+     * @return "BOOL" / "INT" / "TIME"
+     */
+    const char* tname(TType t) {
+        switch (t) {
+            case TType::Bool: return "BOOL";
+            case TType::Int: return "INT";
+            case TType::Time: return "TIME";
+        }
+        return "?";
+    }
+
+    /**
+     * @brief TypeKind → TType
+     * @param k 类型种类
+     * @param out 输出求值类型
+     * @return true 标量（BOOL/INT/TIME）；FB 类型返回 false
+     */
+    bool to_type(TypeKind k, TType* out) {
+        switch (k) {
+            case TypeKind::Bool: *out = TType::Bool; return true;
+            case TypeKind::Int: *out = TType::Int; return true;
+            case TypeKind::Time: *out = TType::Time; return true;
+            default: return false;
+        }
+    }
+
+    /**
+     * @brief 符号 type_name 字符串 → TType
+     * @param name "bool" / "int" / "time"（小写）
+     * @param out 输出求值类型
+     * @return true 标量；FB 类型名返回 false
+     */
+    bool to_type(const std::string& name, TType* out) {
+        if (name == "bool") { *out = TType::Bool; return true; }
+        if (name == "int") { *out = TType::Int; return true; }
+        if (name == "time") { *out = TType::Time; return true; }
+        return false;
+    }
+
+    /**
+     * @brief 类型检查器
+     *
+     * @details 链接结果只读；不修改 AST 与符号表。
+     */
+    class Checker {
+    public:
+        /**
+         * @brief 构造检查器
+         * @param proj 工程定义（未用，保留接口对称；io 类型映射留待 12.8）
+         * @param units 全部源文件的 AST
+         * @param link 链接结果（符号/布局已解析）
+         * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+         */
+        Checker(const Project& proj, const std::vector<SourceUnit>& units,
+                const LinkResult& link, std::string* err)
+            : proj_(proj), units_(units), link_(link), err_(err) {}
+
+        /**
+         * @brief 逐 POU 逐语句做类型检查
+         * @return true 全部通过；false 首个类型错误（err 已写）
+         */
+        bool run() {
+            for (const SourceUnit& u : units_) {
+                for (const POU& p : u.ast.pous) {
+                    const LinkResult::PouScope* sc = find_scope(p.name);
+                    if (sc == nullptr) {
+                        continue;  // 不应发生（12.6 已登记）
+                    }
+                    for (const Stmt& st : p.body) {
+                        if (!check_stmt(u.path, *sc, p, st)) {
+                            return false;
+                        }
+                    }
+                }
+            }
+            return true;
+        }
+
+    private:
+        /**
+         * @brief 组装 "type error: <msg> (file)" 写入 err
+         * @details Expr/Stmt 不携带行列，只报文件；err_ 为 nullptr 时静默
+         * @param file 出错文件
+         * @param msg 错误描述（不含前缀）
+         * @return 恒 false（便于 return fail(...) 一行退出）
+         */
+        bool fail(const std::string& file, const std::string& msg) {
+            if (err_) {
+                *err_ = "type error: " + msg + " (" + file + ")";
+            }
+            return false;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 按 POU 名取作用域
+         * @param name POU 名（小写）
+         * @return 作用域指针；未找到返回 nullptr
+         */
+        const LinkResult::PouScope* find_scope(const std::string& name) const {
+            for (const LinkResult::PouScope& sc : link_.scopes) {
+                if (sc.name == name) {
+                    return &sc;
+                }
+            }
+            return nullptr;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 在作用域里按名查符号
+         * @param sc 作用域
+         * @param name 符号名（小写）
+         * @return 符号指针；未找到返回 nullptr
+         */
+        const Symbol* find_sym(const LinkResult::PouScope& sc,
+                               const std::string& name) const {
+            for (const Symbol& s : sc.syms) {
+                if (s.name == name) {
+                    return &s;
+                }
+            }
+            return nullptr;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 按名查全局符号
+         * @param name 全局名（小写）
+         * @return 符号指针；未找到返回 nullptr
+         */
+        const Symbol* find_global(const std::string& name) const {
+            const auto it = link_.global_index.find(name);
+            if (it == link_.global_index.end()) {
+                return nullptr;
+            }
+            return &link_.globals[it->second];
+        }
+
+        /**
+         * @brief 按名查 POU AST（函数返回类型用）
+         * @param name POU 名（小写）
+         * @return POU 指针；未找到返回 nullptr
+         */
+        const POU* find_pou(const std::string& name) const {
+            for (const SourceUnit& u : units_) {
+                for (const POU& p : u.ast.pous) {
+                    if (p.name == name) {
+                        return &p;
+                    }
+                }
+            }
+            return nullptr;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 语句规则分发
+         * @param file 出错文件
+         * @param sc 当前作用域
+         * @param pou 当前 POU（函数名赋值 / 禁写全局判定用）
+         * @param st 语句 AST
+         * @return true 合法；false（err 已写）
+         */
+        bool check_stmt(const std::string& file, const LinkResult::PouScope& sc,
+                        const POU& pou, const Stmt& st) {
+            switch (st.kind) {
+                case StmtKind::Assign: {
+                    TType lhs;
+                    if (!assign_target_type(file, sc, pou, st.target, &lhs)) {
+                        return false;
+                    }
+                    TType rhs;
+                    if (!check_expr(file, sc, *st.value, &rhs)) {
+                        return false;
+                    }
+                    if (lhs != rhs) {
+                        return fail(file, "type mismatch in assignment to '" + st.target +
+                                              "' (" + tname(lhs) + " vs " + tname(rhs) + ")");
+                    }
+                    return true;
+                }
+                case StmtKind::FbCall: {
+                    const auto it = sc.fb_instances.find(st.instance);
+                    if (it == sc.fb_instances.end()) {
+                        return fail(file, "no layout for FB instance '" + st.instance + "'");
+                    }
+                    for (const FbArg& a : st.args) {
+                        TType want = TType::Bool;
+                        bool found = false;
+                        for (const FbField& f : it->second.fields) {
+                            if (f.name == a.name) {
+                                found = to_type(f.type, &want);
+                                break;
+                            }
+                        }
+                        if (!found) {
+                            return fail(file, "unknown input '" + a.name + "' for FB '" +
+                                                  st.instance + "'");
+                        }
+                        TType got;
+                        if (!check_expr(file, sc, *a.value, &got)) {
+                            return false;
+                        }
+                        if (got != want) {
+                            return fail(file, "FB input '" + a.name + "' expects " +
+                                                  tname(want));
+                        }
+                    }
+                    return true;
+                }
+                case StmtKind::If:
+                    if (!check_cond(file, sc, *st.cond)) {
+                        return false;
+                    }
+                    for (const Stmt& s : st.body) {
+                        if (!check_stmt(file, sc, pou, s)) return false;
+                    }
+                    for (const IfBranch& b : st.elsifs) {
+                        if (!check_cond(file, sc, *b.cond)) return false;
+                        for (const Stmt& s : b.body) {
+                            if (!check_stmt(file, sc, pou, s)) return false;
+                        }
+                    }
+                    for (const Stmt& s : st.else_body) {
+                        if (!check_stmt(file, sc, pou, s)) return false;
+                    }
+                    return true;
+                case StmtKind::While:
+                    if (!check_cond(file, sc, *st.cond)) {
+                        return false;
+                    }
+                    for (const Stmt& s : st.body) {
+                        if (!check_stmt(file, sc, pou, s)) return false;
+                    }
+                    return true;
+            }
+            return true;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 条件表达式必须为 BOOL（IF / WHILE 共用）
+         * @param file 出错文件
+         * @param sc 当前作用域
+         * @param e 条件表达式
+         * @return true 合法；false（err 已写）
+         */
+        bool check_cond(const std::string& file, const LinkResult::PouScope& sc,
+                        const Expr& e) {
+            TType t;
+            if (!check_expr(file, sc, e, &t)) {
+                return false;
+            }
+            if (t != TType::Bool) {
+                return fail(file, "condition must be BOOL, got " + std::string(tname(t)));
+            }
+            return true;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 解析赋值左值类型
+         * @details 普通左值：局部/输入/输出/外部/全局 → 符号类型；
+         * FUNCTION 内函数名 → 返回类型；**FUNCTION 内左值是全局/外部 → 拒绝**
+         * （用例 14：FUNCTION 禁止写全局，含经 VAR_EXTERNAL）
+         * @param file 出错文件
+         * @param sc 当前作用域
+         * @param pou 当前 POU
+         * @param target 左值标识符
+         * @param out 输出左值类型
+         * @return true 合法；false（err 已写）
+         */
+        bool assign_target_type(const std::string& file,
+                                const LinkResult::PouScope& sc, const POU& pou,
+                                const std::string& target, TType* out) {
+            // FUNCTION 内对函数名赋值 = 结果值写入（用例 13 约定）
+            if (pou.kind == PouKind::Function && target == pou.name) {
+                return to_type(pou.result_type.kind, out) ||
+                       fail(file, "function result must be scalar");
+            }
+
+            const Symbol* s = find_sym(sc, target);
+            if (s == nullptr) {
+                s = find_global(target);
+            }
+            if (s == nullptr) {
+                return fail(file, "undeclared identifier '" + target + "'");
+            }
+
+            // FUNCTION 禁写全局（含经 VAR_EXTERNAL）
+            if (pou.kind == PouKind::Function &&
+                (s->kind == SymbolKind::Global || s->kind == SymbolKind::External)) {
+                return fail(file, "function cannot write global '" + target + "'");
+            }
+
+            if (!to_type(s->type_name, out)) {
+                return fail(file, "'" + target + "' has no scalar type");
+            }
+            return true;
+        }
+
+        /**
+         * @brief 表达式定类型（递归）
+         * @param file 出错文件
+         * @param sc 当前作用域
+         * @param e 表达式 AST
+         * @param out 输出求值类型
+         * @return true 合法；false（err 已写）
+         */
+        bool check_expr(const std::string& file, const LinkResult::PouScope& sc,
+                        const Expr& e, TType* out) {
+            switch (e.kind) {
+                case ExprKind::LitBool:
+                    *out = TType::Bool;
+                    return true;
+                case ExprKind::LitInt:
+                    *out = TType::Int;
+                    return true;
+                case ExprKind::LitTime:
+                    *out = TType::Time;
+                    return true;
+                case ExprKind::VarRef: {
+                    const Symbol* s = find_sym(sc, e.name);
+                    if (s == nullptr) {
+                        s = find_global(e.name);
+                    }
+                    if (s == nullptr) {
+                        return fail(file, "undeclared identifier '" + e.name + "'");
+                    }
+                    if (s->kind == SymbolKind::FbInstance) {
+                        return fail(file, "FB instance '" + e.name + "' cannot be used as a value");
+                    }
+                    if (!to_type(s->type_name, out)) {
+                        return fail(file, "'" + e.name + "' has no scalar type");
+                    }
+                    return true;
+                }
+                case ExprKind::Field: {
+                    const auto it = sc.fb_instances.find(e.name);
+                    if (it == sc.fb_instances.end()) {
+                        return fail(file, "no layout for FB instance '" + e.name + "'");
+                    }
+                    for (const FbField& f : it->second.fields) {
+                        if (f.name == e.field) {
+                            return to_type(f.type, out) ||
+                                   fail(file, "field '" + e.field + "' has no scalar type");
+                        }
+                    }
+                    return fail(file, "unknown field '" + e.field + "' for FB '" + e.name + "'");
+                }
+                case ExprKind::Not: {
+                    TType t;
+                    if (!check_expr(file, sc, *e.operand, &t)) {
+                        return false;
+                    }
+                    if (t != TType::Bool) {
+                        return fail(file, "NOT operand must be BOOL");
+                    }
+                    *out = TType::Bool;
+                    return true;
+                }
+                case ExprKind::And:
+                case ExprKind::Or: {
+                    TType l, r;
+                    if (!check_expr(file, sc, *e.lhs, &l) || !check_expr(file, sc, *e.rhs, &r)) {
+                        return false;
+                    }
+                    if (l != TType::Bool || r != TType::Bool) {
+                        const char* op = (e.kind == ExprKind::And) ? "AND" : "OR";
+                        return fail(file, std::string(op) + " operands must be BOOL");
+                    }
+                    *out = TType::Bool;
+                    return true;
+                }
+                case ExprKind::Cmp: {
+                    TType l, r;
+                    if (!check_expr(file, sc, *e.lhs, &l) || !check_expr(file, sc, *e.rhs, &r)) {
+                        return false;
+                    }
+                    if (l != r) {
+                        return fail(file, "comparison of mismatched types (" +
+                                              std::string(tname(l)) + " vs " +
+                                              std::string(tname(r)) + ")");
+                    }
+                    *out = TType::Bool;
+                    return true;
+                }
+                case ExprKind::Add:
+                case ExprKind::Sub:
+                case ExprKind::Mul:
+                case ExprKind::Div: {
+                    TType l, r;
+                    if (!check_expr(file, sc, *e.lhs, &l) || !check_expr(file, sc, *e.rhs, &r)) {
+                        return false;
+                    }
+                    if (l != TType::Int || r != TType::Int) {
+                        return fail(file, "arithmetic operands must be INT (TIME has no arithmetic)");
+                    }
+                    *out = TType::Int;
+                    return true;
+                }
+                case ExprKind::Neg: {
+                    TType t;
+                    if (!check_expr(file, sc, *e.operand, &t)) {
+                        return false;
+                    }
+                    if (t != TType::Int) {
+                        return fail(file, "unary minus operand must be INT");
+                    }
+                    *out = TType::Int;
+                    return true;
+                }
+                case ExprKind::Call: {
+                    const POU* f = find_pou(e.name);
+                    if (f == nullptr) {
+                        return fail(file, "undeclared function '" + e.name + "'");
+                    }
+                    for (const auto& a : e.args) {
+                        TType at;
+                        if (!check_expr(file, sc, *a, &at)) {
+                            return false;
+                        }
+                    }
+                    if (!to_type(f->result_type.kind, out)) {
+                        return fail(file, "function '" + e.name + "' result must be scalar");
+                    }
+                    return true;
+                }
+            }
+            return fail(file, "unsupported expression");
+        }
+
+        // ---- 成员 ----
+        const Project& proj_;                           ///< 工程定义（本阶段未用）
+        const std::vector<SourceUnit>& units_;          ///< 全部源文件 AST
+        const LinkResult& link_;                        ///< 链接结果（只读）
+        std::string* err_;                              ///< 错误输出（可空）
+    };
+
+}  // namespace
+
+/**
+ * @brief 对工程做类型检查（对外入口，链接成功后调用）
+ * @details 逐 POU 逐语句检查；规则见 Doc/compiler/类型检查.md
+ * @param proj 工程定义（本阶段未用，保留接口对称）
+ * @param units 全部源文件的 AST
+ * @param link 链接结果（符号/布局已解析）
+ * @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
+ * @return true 全部通过；false 失败（err 前缀 "type error"）
+ */
+bool check_project(const Project& proj, const std::vector<SourceUnit>& units,
+                   const LinkResult& link, std::string* err) {
+    Checker c(proj, units, link, err);
+    return c.run();
+}
+
+}  // namespace compiler

compiler/src/main.cpp

@@ -0,0 +1,265 @@
+/**
+ * @file main.cpp
+ * @brief STCompiler 可执行入口
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details 用法：STCompiler <project.toml> [-o out.stb] --machine <machine.toml>；
+ * --disasm 模式反汇编已编译映像。编译/反汇编必填 --machine（缺失报
+ * "error: missing --machine <machine.toml>"）；打印模式（无 -o）不需要
+ * 机器定义。错误统一打到 stderr，前缀 "error: "。
+ */
+
+#include <cctype>
+#include <cstdio>
+#include <cstring>
+#include <filesystem>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+#include "compiler/Codec.h"
+#include "compiler/Codegen.h"
+#include "compiler/Linker.h"
+#include "compiler/MachineConfig.h"
+#include "compiler/Project.h"
+#include "compiler/Stb.h"
+#include "compiler/Typecheck.h"
+
+namespace {
+    /// 打印命令行用法（三种模式 + -o / --machine / --disasm / --help）。
+    void usage() {
+        std::printf("usage: STCompiler <project.toml> [-o <name>.stb] --machine <machine.toml>\n"
+                    "       STCompiler <name>.stb --disasm --machine <machine.toml>\n"
+                    "  解析工程并编译（词法 → 语法 → 链接 → 类型 → 寄存器码）\n"
+                    "  -o <name>.stb   编译并写出映像文件\n"
+                    "  --machine <path> 机器定义（machine.toml，编译路径必填）\n"
+                    "  --disasm        反汇编一个已编译的 .stb 映像（需要 --machine）\n"
+                    "  --help          打印本帮助\n");
+    }
+
+    /**
+     * @brief 反汇编一个已编译映像。
+     * @param path .stb 文件路径
+     * @param cfg 机器定义（machine.toml；反汇编按 format 输出）
+     * @return 0 成功；1 失败（错误打到 stderr，前缀 "error: "）
+     * @details 输出：映像摘要（大小 / 函数数 / 全局数 / 入口 fn_id /
+     * dt_ms / cycle_limit / hash / model / sha）、常量表、函数表逐条
+     * 反汇编、数据段摘要。指令偏移为文件绝对字节偏移。
+     * 错误："cannot open for read" / 解析失败消息（见 StbView::from）。
+     */
+    int dump_image(const char* path, const compiler::MachineConfig& cfg) {
+        std::vector<uint8_t> bytes;
+        std::string err;
+        if (!compiler::read_stb_file(path, &bytes, &err)) {
+            std::fprintf(stderr, "error: %s\n", err.c_str());
+            return 1;
+        }
+        const compiler::StbView v = compiler::StbView::from(bytes);
+        if (!v.ok()) {
+            std::fprintf(stderr, "error: %s\n", v.error().c_str());
+            return 1;
+        }
+        std::printf("image: %s (%zu bytes, %u functions, %u globals, entry fn %u)\n",
+                    path, bytes.size(), v.n_funcs(), v.n_globals(), v.entry_fn_id());
+        std::printf("  dt_ms=%u  cycle_limit=%u  hash=0x%016llx  model=%s  sha=%s\n",
+                    v.dt_ms(), v.cycle_limit(),
+                    static_cast<unsigned long long>(v.project_hash()),
+                    v.model_id().c_str(), v.sha_ok() ? "ok" : "BAD");
+
+        if (v.n_consts()) {
+            std::printf("constants:\n");
+            for (uint32_t i = 0; i < v.n_consts(); ++i) {
+                const compiler::ConstEntry c = v.const_entry(i);
+                const char* tag = c.tag == 0 ? "BOOL" : c.tag == 1 ? "INT" : "TIME";
+                std::printf("  [%u] %s %llu\n", i, tag,
+                            static_cast<unsigned long long>(c.value));
+            }
+        }
+
+        std::printf("functions:\n");
+        for (uint32_t i = 0; i < v.n_funcs(); ++i) {
+            const compiler::StbView::FuncRow r = v.func_row(i);
+            std::printf("  fn %u: nregs=%u, offset=%u, len=%u\n", i, r.nregs,
+                        r.code_offset, r.code_len);
+            const uint8_t* base = v.code_bytes() + r.code_offset;
+            for (uint32_t j = 0; j < r.code_len; ++j) {
+                char buf[64];
+                compiler::disasm(cfg, reinterpret_cast<const uint32_t*>(base)[j], buf,
+                                 sizeof buf);
+                std::printf("    0x%04x  %s\n",
+                            v.offset_code() + r.code_offset + j * 4, buf);
+            }
+        }
+
+        if (v.data_len()) {
+            std::printf("data (%zu bytes):\n", v.data_len());
+            const uint8_t* d = v.data_bytes();
+            for (size_t i = 0; i < v.data_len(); i += 16) {
+                std::printf("  0x%04x:", static_cast<unsigned>(i));
+                for (size_t j = 0; j < 16 && i + j < v.data_len(); ++j) {
+                    std::printf(" %02x", d[i + j]);
+                }
+                std::printf("\n");
+            }
+        }
+        return 0;
+    }
+}
+
+/**
+ * @brief STCompiler 程序入口。
+ * @param argc 参数个数
+ * @param argv 参数列表
+ * @return 0 成功；1 失败（错误 stderr 前缀 "error: "）
+ * @details 参数：argv[1] 为 project.toml 或 .stb（--disasm 时）；
+ * -o 指定输出（打印模式判定依据）；--machine 编译/反汇编必填。
+ * 编译管线：读 .st → 链接 → 类型检查 → 寄存器码 → 写映像 →
+ * 写后自检（型号标识 + SHA-256）→ sidecar（I/O 绑定 var → 槽号）。
+ */
+int main(int argc, char** argv) {
+    if (argc < 2) {
+        std::printf("STCompiler 0.1\n");
+        usage();
+        return 0;
+    }
+    if (std::strcmp(argv[1], "--help") == 0) {
+        usage();
+        return 0;
+    }
+
+    // 参数收集
+    std::string machine_path;
+    std::string out_path;
+    bool disasm_mode = false;
+    for (int i = 2; i + 1 < argc; ++i) {
+        if (std::strcmp(argv[i], "--machine") == 0) {
+            machine_path = argv[i + 1];
+        } else if (std::strcmp(argv[i], "-o") == 0) {
+            out_path = argv[i + 1];
+        }
+    }
+    for (int i = 1; i < argc; ++i) {
+        if (std::strcmp(argv[i], "--disasm") == 0) {
+            disasm_mode = true;
+        }
+    }
+
+    // --disasm：需要机器定义（反汇编按 machine.toml 的 format 输出）
+    if (disasm_mode) {
+        if (machine_path.empty()) {
+            std::fprintf(stderr, "error: missing --machine <machine.toml>\n");
+            usage();
+            return 1;
+        }
+        compiler::MachineConfig cfg;
+        std::string err;
+        if (!cfg.load(machine_path, &err)) {
+            std::fprintf(stderr, "error: %s\n", err.c_str());
+            return 1;
+        }
+        return dump_image(argv[1], cfg);
+    }
+
+    const std::string toml_path = argv[1];
+    compiler::Project proj;
+    std::string err;
+    if (!compiler::parse_project(toml_path, &proj, &err)) {
+        std::fprintf(stderr, "error: %s\n", err.c_str());
+        return 1;
+    }
+    const std::vector<std::string> files = compiler::compile_files(proj);
+
+    // 打印模式（无 -o）：不需要机器定义
+    if (out_path.empty()) {
+        uint64_t hash = 0;
+        if (!compiler::compute_project_hash(proj, &hash, &err)) {
+            std::fprintf(stderr, "error: %s\n", err.c_str());
+            return 1;
+        }
+        std::printf("project: %s\n", proj.name.c_str());
+        std::printf("files:\n");
+        for (const std::string& f : files) {
+            std::printf("  %s\n", f.c_str());
+        }
+        std::printf("hash: 0x%016llx\n", static_cast<unsigned long long>(hash));
+        return 0;
+    }
+
+    // 编译路径：机器定义必填（编码/类型/FB 布局来自 machine.toml）
+    if (machine_path.empty()) {
+        std::fprintf(stderr, "error: missing --machine <machine.toml>\n");
+        usage();
+        return 1;
+    }
+    compiler::MachineConfig cfg;
+    if (!cfg.load(machine_path, &err)) {
+        std::fprintf(stderr, "error: %s\n", err.c_str());
+        return 1;
+    }
+
+    // 完整管线：读 .st → 链接 → 类型检查 → 寄存器码
+    std::vector<compiler::SourceUnit> units;
+    for (const std::string& f : files) {
+        compiler::SourceUnit u;
+        if (!compiler::load_unit(proj.base_dir + "/" + f, &u, &err)) {
+            std::fprintf(stderr, "error: %s\n", err.c_str());
+            return 1;
+        }
+        units.push_back(std::move(u));
+    }
+    compiler::LinkResult link;
+    if (!compiler::link_project(proj, units, &link, &err)) {
+        std::fprintf(stderr, "error: %s\n", err.c_str());
+        return 1;
+    }
+    if (!compiler::check_project(proj, units, link, &err)) {
+        std::fprintf(stderr, "error: %s\n", err.c_str());
+        return 1;
+    }
+    std::vector<uint8_t> image;
+    if (!compiler::codegen_project(proj, units, link, cfg, &image, &err)) {
+        std::fprintf(stderr, "error: %s\n", err.c_str());
+        return 1;
+    }
+    if (!compiler::write_stb_file(out_path.c_str(), image, &err)) {
+        std::fprintf(stderr, "error: %s\n", err.c_str());
+        return 1;
+    }
+
+    // 写后自检：型号标识与 SHA-256
+    const compiler::StbView self = compiler::StbView::from(image);
+    if (!self.ok() || !self.sha_ok()) {
+        std::fprintf(stderr, "error: self-check failed: %s\n", self.error().c_str());
+        return 1;
+    }
+    if (!self.model_matches(cfg.model_name(), cfg.version())) {
+        std::fprintf(stderr, "error: self-check model mismatch\n");
+        return 1;
+    }
+
+    // sidecar：I/O 绑定 var → 槽号 → channel/bit（不进映像，执行器采样用）
+    std::vector<compiler::IoBinding> bindings;
+    for (const compiler::IoBinding& b : proj.io) {
+        compiler::IoBinding out_b = b;
+        std::string key = b.var;
+        for (char& ch : key) {
+            ch = static_cast<char>(std::tolower(static_cast<unsigned char>(ch)));
+        }
+        const auto it = link.global_index.find(key);
+        if (it != link.global_index.end()) {
+            out_b.slot = it->second;  // 12.6 已校验存在
+        }
+        bindings.push_back(out_b);
+    }
+    std::filesystem::path sidecar = std::filesystem::path(out_path);
+    sidecar.replace_extension(".runtime.toml");
+    if (!compiler::write_sidecar_file(sidecar.string().c_str(), bindings, &err)) {
+        std::fprintf(stderr, "error: %s\n", err.c_str());
+        return 1;
+    }
+
+    const compiler::StbView v = compiler::StbView::from(image);
+    std::printf("compiled: %s (%zu bytes, %u functions, %u globals)\n",
+                out_path.c_str(), image.size(), v.n_funcs(), v.n_globals());
+    return 0;
+}

examples/README.md

@@ -2,7 +2,7 @@
 
 给人看的样例工程，**不是** CMake 库。每个子目录是一份完整工程：`project.toml` + 若干 `.st`。
 
-供 `host` 直接打开，用来跑通最小闭环。自动化断言放 `tests/`。
+供 `STCompiler` 编译、`BytecodeExecutor` 执行，用来跑通最小闭环。自动化断言放 `tests/`。
 
 ## line1
 

examples/line1/globals.st

@@ -0,0 +1,7 @@
+(* globals.st *)
+VAR_GLOBAL
+    EmergencyStop : BOOL := FALSE;
+    I0_0 : BOOL;
+    I0_1 : BOOL;
+    Q0_0 : BOOL;
+END_VAR

examples/line1/main.st

@@ -0,0 +1,8 @@
+(* main.st *)
+PROGRAM MAIN
+VAR
+    starter : MotorStarter;
+END_VAR
+    starter(start := I0_0, stop := I0_1);
+    Q0_0 := starter.Q;
+END_PROGRAM

examples/line1/motor.st

@@ -0,0 +1,13 @@
+(* motor.st *)
+FUNCTION_BLOCK MotorStarter
+VAR_EXTERNAL
+    EmergencyStop : BOOL;
+END_VAR
+VAR_INPUT
+    start, stop : BOOL;
+END_VAR
+VAR_OUTPUT
+    Q : BOOL;
+END_VAR
+    Q := start AND NOT stop AND NOT EmergencyStop;
+END_FUNCTION_BLOCK

examples/line1/project.toml

@@ -0,0 +1,28 @@
+[project]
+name = "line1"
+entry = "program MAIN"
+cycle_limit = 100000
+dt_ms = 10
+
+[files]
+st = ["globals.st", "motor.st", "main.st"]
+
+# 全工程只允许这一处出现 VAR_GLOBAL（第一版：单个文件）
+[gvl]
+file = "globals.st"
+
+# 可选：I/O 绑定。不创造变量，var 必须已在 GVL 里声明
+[[io.input]]
+var = "EmergencyStop"
+channel = 0
+bit = 2
+
+[[io.input]]
+var = "I0_0"
+channel = 0
+bit = 0
+
+[[io.output]]
+var = "Q0_0"
+channel = 0
+bit = 0

executor/CMakeLists.txt

@@ -0,0 +1,13 @@
+# CMake最低版本
+cmake_minimum_required(VERSION 3.21)
+
+# 工程名、版本号、工程描述
+project(Executor
+        VERSION 0.1
+        DESCRIPTION "字节码执行器：加载 .stb + sidecar 跑扫描周期")
+
+add_executable(BytecodeExecutor
+               ./src/main.cpp)
+
+# 只链 vm + isa，不链 compiler
+target_link_libraries(BytecodeExecutor PRIVATE vm)

executor/README.md

@@ -0,0 +1,5 @@
+# executor
+
+BytecodeExecutor 模块：可执行入口。CMake 目标：`BytecodeExecutor`（`EXECUTABLE`），链接 `vm` 和 `isa`，**不链 `compiler`**。读取 `.stb` 时校验型号标识与 SHA-256。
+
+职责与边界见 [`doc/executor/执行器入口.md`](../doc/executor/执行器入口.md)。

executor/src/main.cpp

@@ -0,0 +1,361 @@
+/**
+ * @file main.cpp
+ * @brief BytecodeExecutor 可执行入口
+ * @author 
+ * @date 2026-08-21
+ *
+ * @details 12.10：加载 .stb + sidecar，按扫描周期执行。
+ * - `BytecodeExecutor <name>.stb [--cycles N] [--replay <file>] [--step]`
+ * - 只链 vm + isa，不链 compiler；dt_ms / cycle_limit 从映像头取
+ * - I 采样 / Q 写回按 sidecar（var → 槽号 → channel/bit），不创造变量
+ * - --replay：读录制文本（每行空格分隔的 0/1，按 io.input 绑定顺序），
+ *   逐周期喂入；文件读尽后保持最后一行
+ * - 每周期打印 I/Q（最小可观测）
+ */
+
+#include <cctype>
+#include <cstdio>
+#include <cstring>
+#include <fstream>
+#include <string>
+#include <vector>
+
+#include "isa/Encode.h"
+#include "vm/Image.h"
+#include "vm/Machine.h"
+
+namespace {
+
+    /// 打印命令行用法。
+    void usage() {
+        std::printf("usage: BytecodeExecutor <name>.stb [--cycles N] [--replay <file>] [--step]\n"
+                    "  加载 .stb + <name>.runtime.toml，按扫描周期执行\n"
+                    "  --cycles N       跑 N 个周期（缺省 10）\n"
+                    "  --replay <file>  读录制的 I 序列（每行按 io.input 顺序的 0/1）\n"
+                    "  --step           单步：逐指令打印 pc/fn/反汇编/寄存器（跑 1 个周期）\n"
+                    "  --help           打印本帮助\n");
+    }
+
+    /**
+     * @brief sidecar 中的一条 I/O 绑定。
+     * @details TOML 子集 `var`/`slot`/`channel`/`bit`，格式冻结于
+     *          Doc/isa/指令与映像.md；不创造变量，只把外部通道映射到数据区槽。
+     */
+    struct Binding {
+        bool is_input = true;  ///< true = [[io.input]]，false = [[io.output]]
+        std::string var;       ///< 绑定的全局变量名
+        uint32_t slot = 0;     ///< 数据区槽号（槽 × 8 = 字节偏移）
+        uint32_t channel = 0;  ///< 通道号（展示用）
+        uint32_t bit = 0;      ///< 位号（展示用）
+    };
+
+    /**
+     * @brief 解析 <name>.runtime.toml（逐行手写解析，仅冻结子集）。
+     * @param path sidecar 路径
+     * @param out 输出绑定列表（按文件中 [[io.input]] / [[io.output]] 出现顺序）
+     * @param err 错误输出
+     * @return true 成功；false（文件打不开，err 已写）
+     * @details 识别行：`[[io.input]]` / `[[io.output]]` 分段，`key = "value"` 或
+     *          `key = 数字` 字段（var/slot/channel/bit）；空行与 `#` 注释跳过。
+     */
+    bool parse_sidecar(const std::string& path, std::vector<Binding>* out,
+                       std::string* err) {
+        std::ifstream in(path);
+        if (!in) {
+            *err = "cannot open sidecar: " + path;
+            return false;
+        }
+        std::string line;
+        bool is_input = true;
+        bool in_entry = false;
+        Binding cur;
+        while (std::getline(in, line)) {
+            // 去首尾空白
+            size_t b = line.find_first_not_of(" \t\r");
+            if (b == std::string::npos) {
+                continue;
+            }
+            line = line.substr(b);
+            if (line.empty() || line[0] == '#') {
+                continue;
+            }
+            if (line == "[[io.input]]") {
+                if (in_entry) out->push_back(cur);
+                cur = Binding();
+                is_input = true;
+                in_entry = true;
+                continue;
+            }
+            if (line == "[[io.output]]") {
+                if (in_entry) out->push_back(cur);
+                cur = Binding();
+                is_input = false;
+                in_entry = true;
+                continue;
+            }
+            const size_t eq = line.find('=');
+            if (eq == std::string::npos) {
+                continue;
+            }
+            const std::string key = line.substr(0, eq);
+            std::string val = line.substr(eq + 1);
+            const size_t b2 = key.find_first_not_of(" \t");
+            const size_t e2 = key.find_last_not_of(" \t");
+            const size_t b3 = val.find_first_not_of(" \t");
+            const size_t e3 = val.find_last_not_of(" \t\r");
+            const std::string k = key.substr(b2, e2 - b2 + 1);
+            const std::string v = val.substr(b3, e3 - b3 + 1);
+            if (k == "var") {
+                cur.var = v.substr(1, v.size() - 2);  // 去引号
+            } else if (k == "slot") {
+                cur.slot = static_cast<uint32_t>(std::stoul(v));
+            } else if (k == "channel") {
+                cur.channel = static_cast<uint32_t>(std::stoul(v));
+            } else if (k == "bit") {
+                cur.bit = static_cast<uint32_t>(std::stoul(v));
+            }
+            cur.is_input = is_input;
+        }
+        if (in_entry) {
+            out->push_back(cur);
+        }
+        return true;
+    }
+
+    /**
+     * @brief 读一个槽的 BOOL 值。
+     * @param m 机器实例
+     * @param slot 槽号
+     * @return 低字节非零 → 1，否则 0
+     */
+    int slot_bool(vm::Machine& m, uint32_t slot) {
+        return m.data()[static_cast<size_t>(slot) * 8] ? 1 : 0;
+    }
+
+    /**
+     * @brief 写一个槽的 BOOL 值。
+     * @param m 机器实例
+     * @param slot 槽号
+     * @param v 0/1（非零归一化为 1）
+     */
+    void put_bool(vm::Machine& m, uint32_t slot, int v) {
+        m.data()[static_cast<size_t>(slot) * 8] = v ? 1 : 0;
+    }
+
+    /**
+     * @brief 本周期 I 采样：喂入数据区。
+     * @param m 机器实例
+     * @param bindings sidecar 绑定列表
+     * @param replay_in 回放文件流（未打开则无回放）
+     * @param replay_line 当前回放行（0/1 按 io.input 绑定顺序）
+     * @details 有回放：读一行，按 io.input 顺序填槽，缺位补 0；
+     *          文件读尽后保持最后一行（replay_line 不清空）。
+     *          无回放：所有 input 槽填 0。
+     */
+    void sample_inputs(vm::Machine& m, const std::vector<Binding>& bindings,
+                       std::ifstream& replay_in, std::vector<int>& replay_line) {
+        if (replay_in.is_open()) {
+            std::string line;
+            if (std::getline(replay_in, line)) {
+                replay_line.clear();
+                size_t pos = 0;
+                while (pos < line.size()) {
+                    while (pos < line.size() &&
+                           std::isspace(static_cast<unsigned char>(line[pos]))) {
+                        ++pos;
+                    }
+                    if (pos >= line.size()) break;
+                    const size_t s = pos;
+                    while (pos < line.size() &&
+                           !std::isspace(static_cast<unsigned char>(line[pos]))) {
+                        ++pos;
+                    }
+                    replay_line.push_back(std::stoi(line.substr(s, pos - s)));
+                }
+            }
+            size_t idx = 0;
+            for (const Binding& b : bindings) {
+                if (!b.is_input) continue;
+                put_bool(m, b.slot, idx < replay_line.size() ? replay_line[idx] : 0);
+                ++idx;
+            }
+        } else {
+            for (const Binding& b : bindings) {
+                if (b.is_input) {
+                    put_bool(m, b.slot, 0);
+                }
+            }
+        }
+    }
+
+    /**
+     * @brief 按 sidecar 绑定顺序生成 I / Q 文本。
+     * @param m 机器实例
+     * @param bindings sidecar 绑定列表
+     * @param is 输出：input 槽值（空格分隔）
+     * @param qs 输出：output 槽值（空格分隔）
+     * @return is（与参数 3 同对象）
+     */
+    std::string iq_string(vm::Machine& m, const std::vector<Binding>& bindings,
+                          std::string* is, std::string* qs) {
+        for (const Binding& b : bindings) {
+            if (b.is_input) {
+                if (!is->empty()) *is += " ";
+                *is += std::to_string(slot_bool(m, b.slot));
+            } else {
+                if (!qs->empty()) *qs += " ";
+                *qs += std::to_string(slot_bool(m, b.slot));
+            }
+        }
+        return *is;
+    }
+
+}  // namespace
+
+/**
+ * @brief 程序入口。
+ * @param argc 参数个数
+ * @param argv 参数表
+ * @return 0 成功；1 失败
+ * @details 流程：解析参数（--cycles/--replay/--step）→ 读 .stb → Image 解析
+ *          → Machine::create（型号/SHA 校验）→ 解析 sidecar → 按周期循环：
+ *          采样 I → run_cycle → 打印 I/Q。--step 模式跑 1 个周期并逐指令
+ *          打印 pc/fn/反汇编/非零寄存器。所有错误打印 `error: ...` 到 stderr。
+ */
+int main(int argc, char** argv) {
+    if (argc < 2) {
+        std::printf("BytecodeExecutor 0.1\n");
+        usage();
+        return 0;
+    }
+    if (std::strcmp(argv[1], "--help") == 0) {
+        usage();
+        return 0;
+    }
+
+    const std::string stb_path = argv[1];
+    // 参数：--cycles N / --replay <file> / --step（缺省 cycles=10、无回放、非单步）
+    uint32_t cycles = 10;
+    bool step_mode = false;
+    std::string replay;
+    for (int i = 2; i < argc; ++i) {
+        if (std::strcmp(argv[i], "--cycles") == 0 && i + 1 < argc) {
+            cycles = static_cast<uint32_t>(std::stoul(argv[i + 1]));
+        } else if (std::strcmp(argv[i], "--replay") == 0 && i + 1 < argc) {
+            replay = argv[i + 1];
+        } else if (std::strcmp(argv[i], "--step") == 0) {
+            step_mode = true;
+        }
+    }
+
+    // 读 .stb 映像（二进制）到字节缓冲
+    std::string err;
+    std::vector<uint8_t> bytes;
+    {
+        std::ifstream in(stb_path, std::ios::binary);
+        if (!in) {
+            std::fprintf(stderr, "error: cannot open: %s\n", stb_path.c_str());
+            return 1;
+        }
+        bytes.assign(std::istreambuf_iterator<char>(in), std::istreambuf_iterator<char>());
+    }
+    // 结构校验（Image::from）+ 型号/SHA-256 校验（Machine::create）
+    const vm::Image img = vm::Image::from(bytes);
+    if (!img.ok()) {
+        std::fprintf(stderr, "error: %s\n", img.error().c_str());
+        return 1;
+    }
+    vm::Machine machine;
+    if (!vm::Machine::create(bytes, &machine, &err)) {
+        std::fprintf(stderr, "error: %s\n", err.c_str());
+        return 1;
+    }
+
+    // sidecar 路径推导：<name>.stb → <name>.runtime.toml
+    std::string sidecar_path = stb_path;
+    const size_t dot = sidecar_path.find_last_of('.');
+    if (dot != std::string::npos) {
+        sidecar_path = sidecar_path.substr(0, dot);
+    }
+    sidecar_path += ".runtime.toml";
+    std::vector<Binding> bindings;
+    if (!parse_sidecar(sidecar_path, &bindings, &err)) {
+        std::fprintf(stderr, "error: %s\n", err.c_str());
+        return 1;
+    }
+
+    // 回放缓冲（当前行 0/1 序列）+ 打开回放文件；打不开 → 报错退出
+    std::vector<int> replay_line;
+    std::ifstream replay_in;
+    if (!replay.empty()) {
+        replay_in.open(replay);
+        if (!replay_in) {
+            std::fprintf(stderr, "error: cannot open replay: %s\n", replay.c_str());
+            return 1;
+        }
+    }
+
+    const vm::ImageHeader& h = machine.header();
+    std::printf("image: %s (%zu bytes, dt_ms=%u, cycle_limit=%u)\n", stb_path.c_str(),
+                bytes.size(), h.dt_ms, h.cycle_limit);
+
+    // 单步模式：采样 I → 逐指令打印（指令 + 执行后寄存器）→ I/Q
+    if (step_mode) {
+        std::printf("-- single step (cycle 1) --\n");
+        sample_inputs(machine, bindings, replay_in, replay_line);
+        uint32_t guard = 0;
+        while (machine.fault() == vm::Fault::None && !machine.ended()) {
+            char buf[64];
+            isa::disasm(machine.cur_instr(), buf, sizeof buf);
+            const uint32_t pc = machine.pc();
+            const uint32_t fn = machine.fn_id();
+            if (!machine.step()) {
+                break;
+            }
+            // 执行后状态：指令 + 非零寄存器
+            std::printf("  pc=%u fn=%u  %s", pc, fn, buf);
+            std::string regs;
+            const uint32_t n = machine.nregs() < 32 ? machine.nregs() : 32;
+            for (uint32_t i = 0; i < n; ++i) {
+                const int64_t v = machine.reg(static_cast<uint8_t>(i));
+                if (v != 0) {
+                    if (!regs.empty()) regs += " ";
+                    regs += "r" + std::to_string(i) + "=" + std::to_string(v);
+                }
+            }
+            std::printf("  [%s]\n", regs.c_str());
+            if (++guard > 1000000) {
+                std::printf("  ...step limit\n");
+                break;
+            }
+        }
+        if (machine.fault() != vm::Fault::None) {
+            std::printf("  FAULT(%d)\n", static_cast<int>(machine.fault()));
+            return 1;
+        }
+        std::string is, qs;
+        iq_string(machine, bindings, &is, &qs);
+        std::printf("cycle 1: I=[%s] Q=[%s]\n", is.c_str(), qs.c_str());
+        return 0;
+    }
+
+    for (uint32_t c = 1; c <= cycles; ++c) {
+        // 采样：回放行按 io.input 顺序填，无回放则全 0
+        sample_inputs(machine, bindings, replay_in, replay_line);
+
+        const vm::Fault f = machine.run_cycle();
+
+        // 打印 I/Q（按 sidecar 绑定顺序）
+        std::string is, qs;
+        iq_string(machine, bindings, &is, &qs);
+        std::printf("cycle %u: I=[%s] Q=[%s]", c, is.c_str(), qs.c_str());
+        if (f != vm::Fault::None) {
+            std::printf("  FAULT(%d)", static_cast<int>(f));
+        }
+        std::printf("\n");
+        if (f != vm::Fault::None) {
+            return 1;
+        }
+    }
+    return 0;
+}

host/README.md

@@ -1,5 +0,0 @@
-# host
-
-可执行入口。CMake 目标：`host`（`EXECUTABLE`），链接 `compiler` 和 `vm`。
-
-职责与边界见 [`doc/host/宿主入口.md`](../doc/host/宿主入口.md)。

isa/CMakeLists.txt

@@ -6,11 +6,7 @@ project(ISA
         VERSION 0.1
         DESCRIPTION "指令集架构")
 
-# C/C++ 标准版本
-set(CMAKE_C_STANDARD 11)
-set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
-
-include_directories(./include)
-
 add_library(isa STATIC
-            ./src/Encode.cpp)
+            ./src/Encode.cpp)
+
+target_include_directories(isa PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include)

isa/README.md

@@ -1,15 +1,15 @@
 # isa
 
-指令集 + 映像 + 定宽类型。CMake 目标：`isa`（`STATIC`），无依赖。
+**归执行器侧**，只管指令定义。CMake 目标：`isa`（`STATIC`），无依赖；被 `vm` 依赖。
 
-`compiler` 写映像、`vm` 读映像，两边只依赖本目录，不互链。
+`compiler` **不依赖 isa**——指令 opcode / 类型元数据 / FB 布局全部来自 `compiler/machine.toml`（见 [`指令配置.md`](../doc/isa/指令配置.md)）。`.stb` 映像读写由 `compiler`（写侧）与 `vm`（读侧）**各自实现**。
 
 ```text
-host → compiler → isa
-host → vm       → isa
+STCompiler      → compiler        （编码查 machine.toml，自带 .stb 写）
+BytecodeExecutor → vm → isa        （isa 只管指令；vm 自带 .stb 读）
 ```
 
-**类型、操作码、指令字、映像布局以** [`doc/isa/指令与映像.md`](../doc/isa/指令与映像.md) **为准。** 头文件实现该文，本 README 不另当规范。全工程阶段见 [`doc/初步计划.md`](../doc/初步计划.md) 12.0～12.1。
+**操作码、指令字以** [`doc/isa/指令与映像.md`](../doc/isa/指令与映像.md) **为准。** 头文件实现该文，本 README 不另当规范。`.stb` 结构拆解见 [`doc/isa/stb文件格式.md`](../doc/isa/stb文件格式.md)。指令/类型/FB 登记见 [`doc/isa/指令配置.md`](../doc/isa/指令配置.md)。
 
 公开头：`isa/include/isa/`。
 
@@ -17,138 +17,48 @@ host → vm       → isa
 
 ## 做 / 不做
 
-**做：** 操作码与 32-bit 指令、映像头与段、`BOOL`/`INT`/`TIME` 宽度与饱和、编解码、工程哈希、一条指令的文本转储。
+**做：** 操作码与 32-bit 指令字、`BOOL`/`INT`/`TIME` 定宽与饱和、编解码、一条指令的文本转储。
 
-**不做：** toml、关键字、符号表、AST、VM `switch`、扫描周期、I/O 采样。`AND`/`OR` 只组合已算好的值；短路由 `compiler` 编成跳转。
+**不做：** 映像读写（compiler/vm 各自实现）、toml/关键字/符号表/AST、VM 执行 switch（在 `vm`）、扫描周期、I/O 采样。
 
 ---
 
-## 实现步骤
-
-原则：先冻合同，再头文件，再 `.cpp`，再最小测试。每步能编过再进下一步。改编码或映像字段时，先改规范文和本模块，再动 `compiler` / `vm`。
-
-目标目录（与规范一致）：
+## 目录与 CMake
 
 ```text
 isa/
   CMakeLists.txt
   README.md
   include/isa/
-    Types.hpp               # 宽度、饱和、槽值
-    Op.hpp                  # 操作码枚举 + 助记符声明
-    Instr.hpp               # 32-bit 打包/拆字段（inline）
-    Encode.hpp              # encode / decode / disasm
-    Image.hpp               # 头、段、FNV、读写缓冲
+    Types.h                 # 宽度、饱和
+    Op.h                    # 操作码枚举 + OpFormat/OpClass + kOpDefs 表 + 助记符
+    Instr.h                 # 32-bit 打包/拆字段（inline）
+    Encode.h                # encode / decode / disasm
   src/
     Encode.cpp
-    Image.cpp
 ```
 
 ```cmake
-add_library(isa STATIC src/Encode.cpp src/Image.cpp)
+add_library(isa STATIC src/Encode.cpp)
 target_include_directories(isa PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include)
 ```
 
-`compiler` / `vm`：`target_link_libraries(... PUBLIC isa)`。
+`vm`：`target_link_libraries(vm PUBLIC isa)`；`compiler` 不链 `isa`。
 
 ---
 
-### 0. CMake 骨架
+## 实现说明
 
-根 `CMakeLists.txt` 已 `add_subdirectory` 了 `compiler` / `vm` / `host`。这三个目录若没有 `CMakeLists.txt`，顶层 configure 失败，`isa` 也编不过。
+- **`Types.h`**：`Bool` = `uint8_t`、`Int` = `int16_t`、`Time` = `int64_t`（毫秒，理由见规范文）；`sat_add/sub/mul/div`（饱和规则见规范文）；`TypeTag`（0/1/2，`.stb` 常量表契约）
+- **`Op.h`**：`enum Op : uint8_t`（数值即编码，与 `machine.toml` 强校验一致）；`OpFormat`（RR/RRR/IMM/SLOT/JMP/JC/CALL/CAL/NONE）与 `OpClass`（Plain/Instance）；34 条 `kOpDefs{ name, format, cls }`；`mnemonic/format/op_class` 查表
+- **`Encode.cpp`**：`encode/decode` 往返 + `disasm`（按 format 表驱动，文本与规范文一致）
 
-本步只让工程能配置、能链，不写业务。
+## 测试
 
-- 写本目录 `CMakeLists.txt`（上面那段即可）
-- `compiler` / `vm`：空 `.cpp` + `PUBLIC` 链 `isa`
-- `host`：`main` 打印 `Stator 0.1`，链 `compiler`、`vm`
-- 根 CMake：`enable_testing()`（测试文件下一步再加）
-
-完成：`cmake --build` 过。
-
----
-
-### 1. 冻合同（先改规范文）
-
-[`指令与映像.md`](../doc/isa/指令与映像.md) 已有助记符和 `[ op:8 | rd:8 | a:8 | b:8 ]`，还缺**数值和映像字节**。头文件不得自己发明一份表。
-
-把下面这些写进规范文，再写代码（细则以该文最终落笔为准）：
-
-- 指令字：小端 `uint32_t`；`op`/`rd`/`a`/`b` 各 8 bit；`imm16 = a | (b << 8)`；`off16` 为有符号、单位是指令条数
-- 操作码 0..28 连续赋值，以后只追加不插队
-- 各指令操作数字面（`LOADK`/`JMP`/`CALL`/`LOAD_*`/`STORE_*`/`CAL_*`/`RET`）
-- `INT` 饱和、`INT_MIN / -1`、除零、`BOOL` 只允许 0/1
-- FNV-1a 64 的 basis/prime；路径只当排序键，对文件内容 update；空集合 = basis
-- 映像魔数 `STSC`、版本 1、头字段偏移与长度、常量表/函数表/FB 表一行的字节
-- 第一版可写映像：空槽、空常量表/FB、`MAIN`（`fn_id=0`）、一条 `RET`
-
-完成：规范文能当唯一合同；本 README 仍只指向它。
-
----
-
-### 2. `Types.hpp`
-
-`include/isa/Types.hpp`，inline，无对应 `.cpp`。命名空间 `isa`。C++11，不用 designated initializer。
-
-- `Bool` = `uint8_t`，`Int` = `int16_t`，`Time` = `int32_t`（毫秒）
-- `TypeTag`：`Bool` / `Int` / `Time`
-- `sat_add` / `sat_sub` / `sat_mul` / `sat_div`（规则见规范文）
-- `pack_bool` / `pack_int` / `pack_time` → 4 字节 cell；对应 unpack
-
-完成：单独包含该头能编译。
-
----
-
-### 3. `Op.hpp` + `Instr.hpp`
-
-- `Op.hpp`：`enum Op : uint8_t`，取值与规范文一致；声明 `op_mnemonic(Op)`（表可放 `Encode.cpp`）
-- `Instr.hpp`：`typedef uint32_t Instr`；`pack`、取 `op`/`rd`/`a`/`b`、`imm16`/`off16`；按形态 `enc_rr` / `enc_rrr` / `enc_imm` / `enc_jmp` / `enc_jc`
-
-完成：能打包/拆开一条 32-bit 指令，不依赖 `.cpp`。
-
----
-
-### 4. `Encode.hpp` + `Encode.cpp`
-
-给 host 打印和测试往返：
-
-- `Decoded { Op op; uint8_t rd, a, b; }`
-- `Instr encode(Decoded)` / `Decoded decode(Instr)`
-- `disasm(Instr, char* out, size_t cap)`
-
-`disasm` 格式冻在规范文，例如：`RET`、`MOVE r1, r2`、`LOADK r0, 3`、`ADD r1, r2, r3`、`JMP +4`、`JT r0, -1`、`CALL 1`、`LOAD_I r0, 2`、`CAL_TON 0`。
-
-完成：一条指令能编、能解、能打出一行文本。
-
----
-
-### 5. `Image.hpp` + `Image.cpp`
-
-- `fnv1a64` / `fnv1a64_update`
-- `ImageView`：只读视图，指向外部缓冲
-- `read_image`：校验魔数、版本、头大小、各段不越界、`entry_fn_id` 落在函数表内
-- `write_ret_main(cycle_limit, dt_ms, hash)` → `std::vector<uint8_t>`：空槽 + `MAIN` + 一条 `RET`
-
-小端 `put_*` / `get_*` 只放 `.cpp`，不把 packed struct 当 ABI。本阶段不写完整 `ImageBuilder`（等 codegen）。
-
-完成：能写出并读回「空映像 + 一条 `RET`」。
-
----
-
-### 6. 最小测试
-
-在 `tests/` 加一个只链 `isa` 的 CTest 可执行文件（不是第 12.2 节那 20 个用例）：
-
-- `RET` / `ADD` / `LOADK` / `JMP -1`：encode 后再 decode，字段一致；`disasm` 非空
-- `write_ret_main` 再 `read_image`：魔数、version=1、`n_funcs=1`、入口是 `RET`
-- `fnv1a64` 空输入等于 basis
-
-完成：`ctest` 过上述用例。
-
----
+`tests/isa_test`（链 `isa`）：饱和、操作码冻结值、指令打包、encode/decode 往返、disasm 文本、OpClass 分类。
 
 ## 验收
 
-- `cmake --build` 过；`ctest` 过 isa 往返
-- `compiler` / `vm` 只 `#include <isa/...>`，不互相包含
-- 操作码或映像有变：先改 [`指令与映像.md`](../doc/isa/指令与映像.md) + 本目录 + 本测试，再改两端
+- `cmake --build` 过；`ctest` 过（`isa_roundtrip` 等 14 个用例全绿）
+- `vm` 只 `#include <isa/...>`；`compiler` 不引用 `isa`
+- 操作码有变：先改 `compiler/machine.toml` + 本目录 + 测试，再改两端

isa/include/isa/Encode.h

@@ -0,0 +1,54 @@
+/**
+ * @file Encode.h
+ * @brief 指令编解码与反汇编
+ * @details 给 STCompiler --disasm 与测试往返使用；文本格式见 Doc/isa/指令与映像.md。
+ * @author 
+ * @date 2026-08-19
+ */
+
+#pragma once
+
+#include <cstddef>
+#include <cstdint>
+
+#include "isa/Instr.h"
+#include "isa/Op.h"
+
+namespace isa {
+    /**
+     * @brief 解码后的字段视图。
+     * @details 各字段是 8 位原始值，含义按操作数形态（OpFormat）解释，
+     *          a|b 可用 imm16 / off16 组合成 16 位视图。
+     */
+    struct Decoded {
+        Op op;      ///< 操作码
+        uint8_t rd; ///< 目标寄存器 / 条件寄存器
+        uint8_t a;  ///< 源寄存器 / 立即数低 8 位 / 偏移低 8 位
+        uint8_t b;  ///< 源寄存器 / 立即数高 8 位 / 偏移高 8 位
+    };
+
+    /**
+     * @brief 编码：字段视图打包成一条 32 位指令字。
+     * @param d 解码后的字段视图
+     * @return 打包后的指令字；满足 encode(decode(w)) == w
+     */
+    Instr encode(Decoded d);
+
+    /**
+     * @brief 解码：指令字拆成字段视图。
+     * @param w 32 位指令字
+     * @return 各字段视图
+     */
+    Decoded decode(Instr w);
+
+    /**
+     * @brief 反汇编一条指令为一行文本。
+     * @param w 指令字
+     * @param out 输出缓冲
+     * @param cap 缓冲容量（含 '\0'）；cap==0 时直接返回、不写 out
+     * @details 按操作数形态表驱动输出（如 `RET`、`MOVE r1, r2`、`LOADK r0, 3`、
+     *          `ADD r1, r2, r3`、`JMP +4`、`JT r0, -1`、`CALL 1`、`CAL_TON 0`）；
+     *          未知操作码输出 `??? 0x<w>`。
+     */
+    void disasm(Instr w, char* out, size_t cap);
+}

isa/include/isa/Instr.h

@@ -0,0 +1,175 @@
+/**
+ * @file Instr.h
+ * @brief 32-bit 指令字打包 / 拆字段
+ * @details 指令字布局：`[ op:8 | rd:8 | a:8 | b:8 ]`，整体是一个小端 uint32_t。
+ *          字段含义按操作码形态解释，见 Doc/isa/指令与映像.md。
+ * @author 
+ * @date 2026-08-19
+ */
+
+#pragma once
+
+#include <cstdint>
+
+#include "isa/Op.h"
+
+namespace isa {
+    /// 指令字：`[ op:8 | rd:8 | a:8 | b:8 ]`，小端 uint32_t。
+    typedef uint32_t Instr;
+
+    /**
+     * @brief 打包：四个字段拼成一条指令字。
+     * @param op 操作码（低 8 位）
+     * @param rd 目标寄存器 / 条件寄存器（第 8..15 位）
+     * @param a  源寄存器 / 立即数低 8 位 / 偏移低 8 位（第 16..23 位）
+     * @param b  源寄存器 / 立即数高 8 位 / 偏移高 8 位（第 24..31 位）
+     * @return 打包后的指令字
+     */
+    inline Instr pack(Op op, uint8_t rd, uint8_t a, uint8_t b) {
+        return static_cast<uint32_t>(static_cast<uint8_t>(op))
+            | (static_cast<uint32_t>(rd) << 8)
+            | (static_cast<uint32_t>(a) << 16)
+            | (static_cast<uint32_t>(b) << 24);
+    }
+
+    /**
+     * @brief 取操作码。
+     * @param w 指令字
+     * @return 低 8 位解释为 Op
+     */
+    inline Op op(Instr w) {
+        return static_cast<Op>(w & 0xFFu);
+    }
+
+    /**
+     * @brief 取目标寄存器字段。
+     * @param w 指令字
+     * @return rd（第 8..15 位）
+     */
+    inline uint8_t rd(Instr w) {
+        return static_cast<uint8_t>((w >> 8) & 0xFFu);
+    }
+
+    /**
+     * @brief 取 a 字段。
+     * @param w 指令字
+     * @return a（第 16..23 位）
+     */
+    inline uint8_t a(Instr w) {
+        return static_cast<uint8_t>((w >> 16) & 0xFFu);
+    }
+
+    /**
+     * @brief 取 b 字段。
+     * @param w 指令字
+     * @return b（第 24..31 位）
+     */
+    inline uint8_t b(Instr w) {
+        return static_cast<uint8_t>((w >> 24) & 0xFFu);
+    }
+
+    /**
+     * @brief 组合视图：a|b 拼成 16 位无符号数。
+     * @param w 指令字
+     * @return 小端拼出的 16 位值，用作 const_id / fn_id / slot 号
+     */
+    inline uint16_t imm16(Instr w) {
+        return static_cast<uint16_t>(a(w) | (static_cast<uint16_t>(b(w)) << 8));
+    }
+
+    /**
+     * @brief 组合视图：a|b 为有符号相对偏移。
+     * @param w 指令字
+     * @return 偏移量，单位是指令条数（跳转目标 = 下一条指令 + off）
+     */
+    inline int16_t off16(Instr w) {
+        return static_cast<int16_t>(imm16(w));
+    }
+
+    /**
+     * @brief 按 RR 形态编码。
+     * @param op 操作码（MOVE / NOT）
+     * @param rd 目标寄存器
+     * @param rs 源寄存器（放进 a）
+     * @return 指令字
+     */
+    inline Instr enc_rr(Op op, uint8_t rd, uint8_t rs) {
+        return pack(op, rd, rs, 0);
+    }
+
+    /**
+     * @brief 按 RRR 形态编码。
+     * @param op 操作码（AND/OR/ADD/.../CMP_xx）
+     * @param rd 目标寄存器
+     * @param ra 第一源寄存器
+     * @param rb 第二源寄存器
+     * @return 指令字
+     */
+    inline Instr enc_rrr(Op op, uint8_t rd, uint8_t ra, uint8_t rb) {
+        return pack(op, rd, ra, rb);
+    }
+
+    /**
+     * @brief 按 IMM 形态编码。
+     * @param op 操作码（LOADK）
+     * @param rd 目标寄存器
+     * @param imm 16 位立即数（const_id），拆成 a|b 存放
+     * @return 指令字
+     */
+    inline Instr enc_imm(Op op, uint8_t rd, uint16_t imm) {
+        return pack(op, rd, static_cast<uint8_t>(imm & 0xFFu),
+                    static_cast<uint8_t>((imm >> 8) & 0xFFu));
+    }
+
+    /**
+     * @brief 按 JMP 形态编码。
+     * @param off 有符号相对偏移（条数），拆成 a|b 存放
+     * @return 指令字
+     */
+    inline Instr enc_jmp(int16_t off) {
+        return pack(Op::JMP, 0,
+                    static_cast<uint8_t>(static_cast<uint16_t>(off) & 0xFFu),
+                    static_cast<uint8_t>((static_cast<uint16_t>(off) >> 8) & 0xFFu));
+    }
+
+    /**
+     * @brief 按 JC 形态编码（条件跳转）。
+     * @param op 操作码（JT / JF）
+     * @param r 条件寄存器（放进 rd）
+     * @param off 有符号相对偏移（条数），放进 a|b
+     * @return 指令字
+     */
+    inline Instr enc_jc(Op op, uint8_t r, int16_t off) {
+        return pack(op, r,
+                    static_cast<uint8_t>(static_cast<uint16_t>(off) & 0xFFu),
+                    static_cast<uint8_t>((static_cast<uint16_t>(off) >> 8) & 0xFFu));
+    }
+
+    /**
+     * @brief 按 SLOT 形态编码。
+     * @param op 操作码（LOAD_I / STORE_Q / LOAD_M / STORE_M / LOAD_GLOBAL / STORE_GLOBAL / CAL_*）
+     * @param rd 目标寄存器（CAL_* 时置 0）
+     * @param slot 槽号 / 实例号，放进 a|b
+     * @return 指令字
+     */
+    inline Instr enc_slot(Op op, uint8_t rd, uint16_t slot) {
+        return enc_imm(op, rd, slot);
+    }
+
+    /**
+     * @brief 按 CALL 形态编码。
+     * @param fn_id 函数表下标，放进 a|b
+     * @return 指令字
+     */
+    inline Instr enc_call(uint16_t fn_id) {
+        return enc_imm(Op::CALL, 0, fn_id);
+    }
+
+    /**
+     * @brief 按 NONE 形态编码（RET）。
+     * @return 指令字
+     */
+    inline Instr enc_ret() {
+        return pack(Op::RET, 0, 0, 0);
+    }
+}

isa/include/isa/Op.h

@@ -0,0 +1,165 @@
+/**
+ * @file Op.h
+ * @brief 操作码枚举、操作数形态与编译期指令表
+ * @details 操作码数值即 .stb 指令编码。执行器（vm）只依赖本表；
+ *          编译器侧的登记见 Doc/isa/指令配置.md（compiler/machine.toml，与之强校验）。
+ * @author 
+ * @date 2026-08-19
+ */
+
+#pragma once
+
+#include <cstdint>
+
+namespace isa {
+    /**
+     * @brief 操作码枚举。
+     * @details 数值即编码：冻结后不得改顺序、不得插值，增加指令只能追加到末尾，
+     *          并同步 Doc/isa/指令与映像.md、compiler/machine.toml 与测试。
+     */
+    enum class Op : uint8_t {
+        MOVE = 0,          // MOVE rd, rs
+        LOADK = 1,         // LOADK rd, const_id
+        NOT = 2,           // NOT rd, rs
+        AND = 3,           // AND rd, ra, rb
+        OR = 4,            // OR rd, ra, rb
+        ADD = 5,           // ADD rd, ra, rb
+        SUB = 6,           // SUB rd, ra, rb
+        MUL = 7,           // MUL rd, ra, rb
+        DIV = 8,           // DIV rd, ra, rb
+        CMP_EQ = 9,        // CMP_EQ rd, ra, rb
+        CMP_NE = 10,       // CMP_NE rd, ra, rb
+        CMP_LT = 11,       // CMP_LT rd, ra, rb
+        CMP_LE = 12,       // CMP_LE rd, ra, rb
+        CMP_GT = 13,       // CMP_GT rd, ra, rb
+        CMP_GE = 14,       // CMP_GE rd, ra, rb
+        JMP = 15,          // JMP offset
+        JT = 16,           // JT r, offset
+        JF = 17,           // JF r, offset
+        LOAD_I = 18,       // LOAD_I rd, slot
+        STORE_Q = 19,      // STORE_Q rs, slot
+        LOAD_M = 20,       // LOAD_M rd, slot
+        STORE_M = 21,      // STORE_M rs, slot
+        LOAD_GLOBAL = 22,  // LOAD_GLOBAL rd, slot
+        STORE_GLOBAL = 23, // STORE_GLOBAL rs, slot
+        // 内置功能块（8 个连续，12.11 扩充：TON/TOF/TP/CTU/CTD/CTUD/R_TRIG/F_TRIG）
+        CAL_TON = 24,      // CAL_TON instance_slot
+        CAL_TOF = 25,      // CAL_TOF instance_slot
+        CAL_TP = 26,       // CAL_TP instance_slot
+        CAL_CTU = 27,      // CAL_CTU instance_slot
+        CAL_CTD = 28,      // CAL_CTD instance_slot
+        CAL_CTUD = 29,     // CAL_CTUD instance_slot
+        CAL_R_TRIG = 30,   // CAL_R_TRIG instance_slot
+        CAL_F_TRIG = 31,   // CAL_F_TRIG instance_slot
+        CALL = 32,         // CALL fn_id
+        RET = 33,          // RET
+    };
+
+    /// 操作码总数（= 最大 opcode + 1，kOpDefs 的下标上界）。
+    static const int kOpCount = 34;
+
+    /**
+     * @brief 操作数形态（三层分类第二层，见 Doc/isa/指令配置.md）。
+     * @details 决定操作数 a|b 的解释方式与反汇编文本格式。
+     */
+    enum class OpFormat : uint8_t {
+        RR,     // 两寄存器：rd rs（MOVE / NOT）
+        RRR,    // 三寄存器：rd ra rb（逻辑 / 算术 / 比较）
+        IMM,    // 常量：rd const_id（LOADK）
+        SLOT,   // 槽：rd slot（LOAD_* / STORE_*）
+        JMP,    // 偏移：off
+        JC,     // 条件跳转：r off（JT / JF）
+        CALL,   // 调用：fn_id
+        CAL,    // 实例：instance（CAL_*）
+        NONE,   // 无操作数（RET）
+    };
+
+    /**
+     * @brief 操作对象大类（三层分类第一层）。
+     */
+    enum class OpClass : uint8_t {
+        Plain,     // 无实例：寄存器 / 立即数 / 槽 / 分支 / 调用
+        Instance,  // 有实例：操作数据区实例块（内建 FB）
+    };
+
+    /**
+     * @brief 编译期指令表条目。
+     * @details 一条指令的名称、操作数形态与大类；下标与 Op 数值一一对应。
+     */
+    struct OpDef {
+        const char* name;   ///< 助记符（与 .stb / machine.toml 一致）
+        OpFormat format;    ///< 操作数形态
+        OpClass cls;        ///< 操作对象大类
+    };
+
+    /**
+     * @brief 编译期指令表：下标与 Op 数值一一对应（machine.toml 强校验的基准）。
+     * @details 表与 Op 枚举同步维护；查询入口见 mnemonic / format / op_class。
+     */
+    static const OpDef kOpDefs[kOpCount] = {
+        {"MOVE", OpFormat::RR, OpClass::Plain},          // 0
+        {"LOADK", OpFormat::IMM, OpClass::Plain},        // 1
+        {"NOT", OpFormat::RR, OpClass::Plain},           // 2
+        {"AND", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},          // 3
+        {"OR", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},           // 4
+        {"ADD", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},          // 5
+        {"SUB", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},          // 6
+        {"MUL", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},          // 7
+        {"DIV", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},          // 8
+        {"CMP_EQ", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},       // 9
+        {"CMP_NE", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},       // 10
+        {"CMP_LT", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},       // 11
+        {"CMP_LE", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},       // 12
+        {"CMP_GT", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},       // 13
+        {"CMP_GE", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},       // 14
+        {"JMP", OpFormat::JMP, OpClass::Plain},          // 15
+        {"JT", OpFormat::JC, OpClass::Plain},            // 16
+        {"JF", OpFormat::JC, OpClass::Plain},            // 17
+        {"LOAD_I", OpFormat::SLOT, OpClass::Plain},      // 18
+        {"STORE_Q", OpFormat::SLOT, OpClass::Plain},     // 19
+        {"LOAD_M", OpFormat::SLOT, OpClass::Plain},      // 20
+        {"STORE_M", OpFormat::SLOT, OpClass::Plain},     // 21
+        {"LOAD_GLOBAL", OpFormat::SLOT, OpClass::Plain}, // 22
+        {"STORE_GLOBAL", OpFormat::SLOT, OpClass::Plain},// 23
+        {"CAL_TON", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},   // 24
+        {"CAL_TOF", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},   // 25
+        {"CAL_TP", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},    // 26
+        {"CAL_CTU", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},   // 27
+        {"CAL_CTD", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},   // 28
+        {"CAL_CTUD", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},  // 29
+        {"CAL_R_TRIG", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},// 30
+        {"CAL_F_TRIG", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},// 31
+        {"CALL", OpFormat::CALL, OpClass::Plain},        // 32
+        {"RET", OpFormat::NONE, OpClass::Plain},         // 33
+    };
+
+    /**
+     * @brief 查助记符。
+     * @param op 操作码
+     * @return 对应助记符；越界返回哨兵 "???"
+     */
+    inline const char* mnemonic(Op op) {
+        const int idx = static_cast<int>(op);
+        return (idx >= 0 && idx < kOpCount) ? kOpDefs[idx].name : "???";
+    }
+
+    /**
+     * @brief 查操作数形态。
+     * @param op 操作码
+     * @return 对应 OpFormat；越界返回 OpFormat::NONE
+     */
+    inline OpFormat format(Op op) {
+        const int idx = static_cast<int>(op);
+        return (idx >= 0 && idx < kOpCount) ? kOpDefs[idx].format : OpFormat::NONE;
+    }
+
+    /**
+     * @brief 查操作对象大类。
+     * @param op 操作码
+     * @return 对应 OpClass；越界返回 OpClass::Plain
+     */
+    inline OpClass op_class(Op op) {
+        const int idx = static_cast<int>(op);
+        return (idx >= 0 && idx < kOpCount) ? kOpDefs[idx].cls : OpClass::Plain;
+    }
+}

isa/include/isa/Types.h

@@ -1,6 +1,8 @@
 /**
  * @file Types.h
- * @brief 类型定义
+ * @brief 定宽类型与饱和算术
+ * @details 虚拟机字长与类型契约的唯一来源。compiler 与 vm 共用同一套规则，
+ *          详见 Doc/isa/指令与映像.md。
  * @author 
  * @date 2026-08-18
  */
@@ -8,11 +10,97 @@
 #pragma once
 
 #include <cstdint>
+#include <limits>
 
 namespace isa {
     namespace types {
+        /**
+         * @brief 布尔值：8 位，只允许 0/1（0=FALSE，1=TRUE）。
+         */
         using BOOL = uint8_t;
+
+        /**
+         * @brief IEC INT：16 位有符号整数，溢出按饱和规则处理。
+         */
         using INT = int16_t;
-        using TIME = uint64_t;
+
+        /**
+         * @brief 时间：64 位有符号整数，单位毫秒。
+         * @details 取 64 位的理由见 Doc/isa/指令与映像.md：差值可负、
+         *          为 DATE_AND_TIME 与 64 位定时器预留。槽位按 8 字节对齐。
+         */
+        using TIME = int64_t;
+
+        /**
+         * @brief 槽 / 常量表类型标记。
+         * @details 数值冻结并写入 .stb 常量表：0=BOOL、1=INT、2=TIME（见映像规范），
+         *          不得改顺序、不得插值。
+         */
+        enum TypeTag : uint8_t {
+            Bool = 0,
+            Int = 1,
+            Time = 2,
+        };
+
+        // 饱和算术：夹到 INT 最小/最大，编译期与 VM 共用同一规则。
+
+        /**
+         * @brief 饱和加法。
+         * @param a 加数
+         * @param b 加数
+         * @return a+b，超出 INT 范围时夹到最小/最大值
+         * @details 中间量用 int32 计算，避免 int16 溢出未定义行为。
+         */
+        inline INT sat_add(INT a, INT b) {
+            const int32_t sum = static_cast<int32_t>(a) + static_cast<int32_t>(b);
+            return static_cast<INT>(sum < std::numeric_limits<INT>::min() ? std::numeric_limits<INT>::min()
+                : sum > std::numeric_limits<INT>::max() ? std::numeric_limits<INT>::max()
+                : sum);
+        }
+
+        /**
+         * @brief 饱和减法。
+         * @param a 被减数
+         * @param b 减数
+         * @return a-b，超出 INT 范围时夹到最小/最大值
+         * @details 中间量用 int32 计算，避免 int16 溢出未定义行为。
+         */
+        inline INT sat_sub(INT a, INT b) {
+            const int32_t diff = static_cast<int32_t>(a) - static_cast<int32_t>(b);
+            return static_cast<INT>(diff < std::numeric_limits<INT>::min() ? std::numeric_limits<INT>::min()
+                : diff > std::numeric_limits<INT>::max() ? std::numeric_limits<INT>::max()
+                : diff);
+        }
+
+        /**
+         * @brief 饱和乘法。
+         * @param a 乘数
+         * @param b 乘数
+         * @return a*b，超出 INT 范围时夹到最小/最大值
+         * @details 中间量用 int32 计算，避免 int16 溢出未定义行为。
+         */
+        inline INT sat_mul(INT a, INT b) {
+            const int32_t prod = static_cast<int32_t>(a) * static_cast<int32_t>(b);
+            return static_cast<INT>(prod < std::numeric_limits<INT>::min() ? std::numeric_limits<INT>::min()
+                : prod > std::numeric_limits<INT>::max() ? std::numeric_limits<INT>::max()
+                : prod);
+        }
+
+        /**
+         * @brief 饱和除法。
+         * @param a 被除数
+         * @param b 除数
+         * @return a/b；b==0 视为除以 1 返回 a；INT_MIN / -1 溢出饱和到 INT_MAX
+         * @details b==0 返回 a 是为避免未定义行为；除零的语义由 compiler/VM 层报错。
+         */
+        inline INT sat_div(INT a, INT b) {
+            if (b == 0) {
+                return a;
+            }
+            if (a == std::numeric_limits<INT>::min() && b == -1) {
+                return std::numeric_limits<INT>::max();
+            }
+            return static_cast<INT>(a / b);
+        }
     }
 }

isa/src/Encode.cpp

@@ -0,0 +1,92 @@
+/**
+ * @file Encode.cpp
+ * @brief 指令编解码与反汇编实现
+ * @author 
+ * @date 2026-08-19
+ */
+
+#include "isa/Encode.h"
+
+#include <cstdio>
+
+namespace isa {
+
+/**
+ * @brief 编码：字段视图打包成一条 32 位指令字。
+ * @param d 解码后的字段视图
+ * @return 打包后的指令字；满足 encode(decode(w)) == w
+ */
+Instr encode(Decoded d) {
+    return pack(d.op, d.rd, d.a, d.b);
+}
+
+/**
+ * @brief 解码：指令字拆成字段视图。
+ * @param w 32 位指令字
+ * @return 各字段视图
+ */
+Decoded decode(Instr w) {
+    Decoded d;
+    d.op = op(w);
+    d.rd = rd(w);
+    d.a = a(w);
+    d.b = b(w);
+    return d;
+}
+
+/**
+ * @brief 反汇编一条指令为一行文本。
+ * @param w 指令字
+ * @param out 输出缓冲
+ * @param cap 缓冲容量（含 '\0'）；cap==0 时直接返回、不写 out
+ * @details 按操作数形态表驱动输出，文本与 Doc/isa/指令与映像.md 一致；
+ *          未知操作码输出 `??? 0x<w>`。
+ */
+void disasm(Instr w, char* out, size_t cap) {
+    if (cap == 0) {
+        return;
+    }
+    out[0] = '\0';
+
+    const Op o = op(w);
+    const int idx = static_cast<int>(o);
+    if (idx < 0 || idx >= kOpCount) {
+        snprintf(out, cap, "??? 0x%08x", static_cast<unsigned>(w));
+        return;
+    }
+    const char* m = mnemonic(o);
+
+    // 表驱动：按操作数形态输出（文本与 Doc/isa/指令与映像.md 一致）
+    switch (format(o)) {
+        case OpFormat::RR:
+            snprintf(out, cap, "%s r%u, r%u", m,
+                     static_cast<unsigned>(rd(w)), static_cast<unsigned>(a(w)));
+            break;
+        case OpFormat::RRR:
+            snprintf(out, cap, "%s r%u, r%u, r%u", m,
+                     static_cast<unsigned>(rd(w)), static_cast<unsigned>(a(w)),
+                     static_cast<unsigned>(b(w)));
+            break;
+        case OpFormat::IMM:
+        case OpFormat::SLOT:
+            snprintf(out, cap, "%s r%u, %u", m,
+                     static_cast<unsigned>(rd(w)), static_cast<unsigned>(imm16(w)));
+            break;
+        case OpFormat::JMP:
+            snprintf(out, cap, "%s %+d", m, static_cast<int>(off16(w)));
+            break;
+        case OpFormat::JC:
+            snprintf(out, cap, "%s r%u, %+d", m,
+                     static_cast<unsigned>(rd(w)), static_cast<int>(off16(w)));
+            break;
+        case OpFormat::CALL:
+        case OpFormat::CAL:
+            snprintf(out, cap, "%s %u", m, static_cast<unsigned>(imm16(w)));
+            break;
+        case OpFormat::NONE:
+            snprintf(out, cap, "%s", m);
+            break;
+    }
+}
+
+}  // namespace isa

tests/CMakeLists.txt

@@ -0,0 +1,123 @@
+# 自动化用例
+add_test(NAME stcompiler_version
+         COMMAND STCompiler)
+add_test(NAME bytecode_executor_version
+         COMMAND BytecodeExecutor)
+
+# CLI 级：编译需 --machine；缺参必须失败（WILL_FAIL）
+add_test(NAME cli_compile
+         COMMAND STCompiler ${CMAKE_SOURCE_DIR}/tests/cases/01_empty_main/project.toml
+                 -o ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/cli_case01.stb
+                 --machine ${CMAKE_SOURCE_DIR}/compiler/machine.toml)
+add_test(NAME cli_missing_machine
+         COMMAND STCompiler ${CMAKE_SOURCE_DIR}/tests/cases/01_empty_main/project.toml
+                 -o ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/cli_nope.stb)
+set_tests_properties(cli_missing_machine PROPERTIES WILL_FAIL TRUE)
+
+# isa 合同测试：链接 isa 库，断言覆盖饱和/编解码/disasm/哈希/映像/sidecar
+add_executable(isa_test
+               ./src/isa_test.cpp)
+
+target_link_libraries(isa_test PRIVATE isa)
+
+add_test(NAME isa_roundtrip
+         COMMAND isa_test)
+
+# compiler 库测试：toml schema、文件集合、工程哈希（REPO_ROOT 注入源目录绝对路径）
+add_executable(compiler_test
+               ./src/compiler_test.cpp)
+
+target_link_libraries(compiler_test PRIVATE compiler)
+target_compile_definitions(compiler_test PRIVATE
+                           REPO_ROOT="${CMAKE_SOURCE_DIR}")
+
+add_test(NAME compiler_toml
+         COMMAND compiler_test)
+
+# 词法测试：token 流 + 负例（REPO_ROOT 注入源目录绝对路径）
+add_executable(lexer_test
+               ./src/lexer_test.cpp)
+
+target_link_libraries(lexer_test PRIVATE compiler)
+target_compile_definitions(lexer_test PRIVATE
+                           REPO_ROOT="${CMAKE_SOURCE_DIR}")
+
+add_test(NAME lexer_tokens
+         COMMAND lexer_test)
+
+# 语法测试：line1 AST 结构 + 负例（REPO_ROOT 注入源目录绝对路径）
+add_executable(parser_test
+               ./src/parser_test.cpp)
+
+target_link_libraries(parser_test PRIVATE compiler)
+target_compile_definitions(parser_test PRIVATE
+                           REPO_ROOT="${CMAKE_SOURCE_DIR}")
+
+add_test(NAME parser_syntax
+         COMMAND parser_test)
+
+# 链接测试：用例 09/10/11/12/16/19 + line1 正例（REPO_ROOT 注入源目录绝对路径）
+add_executable(linker_test
+               ./src/linker_test.cpp)
+
+target_link_libraries(linker_test PRIVATE compiler)
+target_compile_definitions(linker_test PRIVATE
+                           REPO_ROOT="${CMAKE_SOURCE_DIR}")
+
+add_test(NAME linker_links
+         COMMAND linker_test)
+
+# 类型检查测试：用例 14 + 负例 + 正例（REPO_ROOT 注入源目录绝对路径）
+add_executable(typecheck_test
+               ./src/typecheck_test.cpp)
+
+target_link_libraries(typecheck_test PRIVATE compiler)
+target_compile_definitions(typecheck_test PRIVATE
+                           REPO_ROOT="${CMAKE_SOURCE_DIR}")
+
+add_test(NAME typecheck_types
+         COMMAND typecheck_test)
+
+# 寄存器码测试（12.8 切片 1）：用例 01/02 出映像（REPO_ROOT 注入源目录绝对路径）
+add_executable(codegen_test
+               ./src/codegen_test.cpp)
+
+target_link_libraries(codegen_test PRIVATE compiler isa)
+target_compile_definitions(codegen_test PRIVATE
+                           REPO_ROOT="${CMAKE_SOURCE_DIR}")
+
+add_test(NAME codegen_slice1
+         COMMAND codegen_test)
+
+# VM 测试：手工映像 + 编译器产物 + 定时器 + 确定性（REPO_ROOT 注入源目录绝对路径）
+add_executable(vm_test
+               ./src/vm_test.cpp)
+
+target_link_libraries(vm_test PRIVATE compiler vm)
+target_compile_definitions(vm_test PRIVATE
+                           REPO_ROOT="${CMAKE_SOURCE_DIR}")
+
+add_test(NAME vm_cycles
+         COMMAND vm_test)
+
+# 12.2 二十用例点亮（12.11）：按 EXPECTED.md 期望跑完整管线（REPO_ROOT 注入源目录绝对路径）
+add_executable(cases_test
+               ./src/cases_test.cpp)
+
+target_link_libraries(cases_test PRIVATE compiler vm)
+target_compile_definitions(cases_test PRIVATE
+                           REPO_ROOT="${CMAKE_SOURCE_DIR}")
+
+add_test(NAME cases_all
+         COMMAND cases_test)
+
+# machine.toml 加载与强校验（阶段 A 步骤 3；REPO_ROOT 注入源目录绝对路径）
+add_executable(machine_test
+               ./src/machine_test.cpp)
+
+target_link_libraries(machine_test PRIVATE compiler)
+target_compile_definitions(machine_test PRIVATE
+                           REPO_ROOT="${CMAKE_SOURCE_DIR}")
+
+add_test(NAME machine_config
+         COMMAND machine_test)

tests/README.md

@@ -2,7 +2,17 @@
 
 自动化用例，由顶层 `enable_testing()` 接入 CTest。
 
-可以 `add_test` 调用 `host`，或直接链接 `compiler` + `vm`。样例工程数据按「一份 toml + 若干 `.st`」分子目录存放，不要做成 library。
+可以 `add_test` 调 `STCompiler` / `BytecodeExecutor`（编译→执行管线），或直接链接 `compiler` + `vm` 做单元断言。样例工程数据按「一份 toml + 若干 `.st`」分子目录存放，不要做成 library。
+
+## 用例目录（`cases/`）
+
+每个用例一个子目录：`project.toml` + `.st` + `EXPECTED.md`（期望：通过 / 报哪类错）。清单与编号见 [`Doc/初步计划.md`](../Doc/初步计划.md) 12.2 节，共 20 个：
+
+- 正例：01 空 MAIN、02 BOOL、03 短路、04 IF、05 WHILE、07 算术、08 TIME、09 GVL+EXTERNAL、13 FUNCTION、15 FB、17 TON、18 TOF/CTU、20 line1
+- 负例（编译错误/链接失败）：10 非 GVL 写全局、11 同名全局、12 io.var 未声明、14 FUNCTION 写全局、16 未声明实例、19 循环调用
+- 运行时故障：06 cycle_limit 打满
+
+12.2 完成标准：目录和期望表齐，此时大部分还编不过，属正常。实现阶段逐个点亮。
 
 ## 第一版要冻的
 

tests/cases/01_empty_main/EXPECTED.md

@@ -0,0 +1,4 @@
+# 期望：编译通过
+
+- 映像：MAIN（fn_id=0）字节码为一条 `RET`，`nregs=0`
+- 运行任意周期数无故障

tests/cases/01_empty_main/main.st

@@ -0,0 +1,2 @@
+PROGRAM MAIN
+END_PROGRAM

tests/cases/01_empty_main/project.toml

@@ -0,0 +1,8 @@
+[project]
+name = "case01"
+entry = "program MAIN"
+cycle_limit = 1000
+dt_ms = 10
+
+[files]
+st = ["main.st"]

tests/cases/02_bool_assign/EXPECTED.md

@@ -0,0 +1,4 @@
+# 期望：编译通过
+
+- 执行后 `a` = TRUE、`b` = FALSE
+- `TRUE` / `FALSE` 是关键字，不是标识符

tests/cases/02_bool_assign/main.st

@@ -0,0 +1,8 @@
+PROGRAM MAIN
+VAR
+    a : BOOL;
+    b : BOOL;
+END_VAR
+    a := TRUE;
+    b := FALSE;
+END_PROGRAM

tests/cases/02_bool_assign/project.toml

@@ -0,0 +1,8 @@
+[project]
+name = "case02"
+entry = "program MAIN"
+cycle_limit = 1000
+dt_ms = 10
+
+[files]
+st = ["main.st"]

tests/cases/03_short_circuit/EXPECTED.md

@@ -0,0 +1,4 @@
+# 期望：编译通过
+
+- 反汇编中 `AND` / `OR` 必须编成条件跳转（`JT` / `JF`），不得先算两侧再组合
+- v1 表达式无调用、无副作用；「右侧有副作用时不执行」以编译产物含条件跳转为验收标准

tests/cases/03_short_circuit/main.st

@@ -0,0 +1,9 @@
+PROGRAM MAIN
+VAR
+    a : BOOL;
+    b : BOOL;
+    x : BOOL;
+END_VAR
+    x := a AND b;
+    x := a OR b;
+END_PROGRAM

tests/cases/03_short_circuit/project.toml

@@ -0,0 +1,8 @@
+[project]
+name = "case03"
+entry = "program MAIN"
+cycle_limit = 1000
+dt_ms = 10
+
+[files]
+st = ["main.st"]

tests/cases/04_if_elsif_else/EXPECTED.md

@@ -0,0 +1,4 @@
+# 期望：编译通过
+
+- `sel` = 0 → `out` = 10；`sel` = 1 → `out` = 20；其他 → `out` = 30
+- 必须编成比较 + 条件跳转，不逐分支执行

tests/cases/04_if_elsif_else/main.st

@@ -0,0 +1,13 @@
+PROGRAM MAIN
+VAR
+    sel : INT;
+    out : INT;
+END_VAR
+    IF sel = 0 THEN
+        out := 10;
+    ELSIF sel = 1 THEN
+        out := 20;
+    ELSE
+        out := 30;
+    END_IF
+END_PROGRAM

tests/cases/04_if_elsif_else/project.toml

@@ -0,0 +1,8 @@
+[project]
+name = "case04"
+entry = "program MAIN"
+cycle_limit = 1000
+dt_ms = 10
+
+[files]
+st = ["main.st"]

tests/cases/05_while_normal/EXPECTED.md

@@ -0,0 +1,3 @@
+# 期望：编译通过
+
+- 循环结束后 `n` = 10（正常终止，不触发 cycle_limit）

tests/cases/05_while_normal/main.st

@@ -0,0 +1,9 @@
+PROGRAM MAIN
+VAR
+    n : INT;
+END_VAR
+    n := 0;
+    WHILE n < 10 DO
+        n := n + 1;
+    END_WHILE
+END_PROGRAM

tests/cases/05_while_normal/project.toml

@@ -0,0 +1,8 @@
+[project]
+name = "case05"
+entry = "program MAIN"
+cycle_limit = 1000
+dt_ms = 10
+
+[files]
+st = ["main.st"]

tests/cases/06_while_cycle_limit/EXPECTED.md

@@ -0,0 +1,4 @@
+# 期望：运行时故障
+
+- 单周期指令数超 `cycle_limit = 10`，VM 报故障并停止
+- 编译本身通过；WHILE 不做终止证明

tests/cases/06_while_cycle_limit/main.st

@@ -0,0 +1,4 @@
+PROGRAM MAIN
+    WHILE TRUE DO
+    END_WHILE
+END_PROGRAM

tests/cases/06_while_cycle_limit/project.toml

@@ -0,0 +1,8 @@
+[project]
+name = "case06"
+entry = "program MAIN"
+cycle_limit = 10
+dt_ms = 10
+
+[files]
+st = ["main.st"]

tests/cases/07_int_arith/EXPECTED.md

@@ -0,0 +1,4 @@
+# 期望：编译通过
+
+- `a` = 42、`b` = 10、`c` = 32、`eq` = TRUE
+- 溢出饱和：`30000 + 30000` = 32767、`-30000 - 30000` = -32768（由 isa 饱和函数保证）

tests/cases/07_int_arith/main.st

@@ -0,0 +1,10 @@
+PROGRAM MAIN
+VAR
+    a, b, c : INT;
+    eq : BOOL;
+END_VAR
+    a := 7 * 6;
+    b := a / 4;
+    c := a - b;
+    eq := c > 30;
+END_PROGRAM

tests/cases/07_int_arith/project.toml

@@ -0,0 +1,8 @@
+[project]
+name = "case07"
+entry = "program MAIN"
+cycle_limit = 1000
+dt_ms = 10
+
+[files]
+st = ["main.st"]

tests/cases/08_time_literal/EXPECTED.md

@@ -0,0 +1,4 @@
+# 期望：编译通过
+
+- `t1` = 10 毫秒、`t2` = 1250 毫秒（内部一律毫秒）
+- `TIME` 与 `INT` 不混用；不支持 `T#` 以外的 TIME 语法

tests/cases/08_time_literal/main.st

@@ -0,0 +1,7 @@
+PROGRAM MAIN
+VAR
+    t1, t2 : TIME;
+END_VAR
+    t1 := T#10ms;
+    t2 := T#1s250ms;
+END_PROGRAM

tests/cases/08_time_literal/project.toml

@@ -0,0 +1,8 @@
+[project]
+name = "case08"
+entry = "program MAIN"
+cycle_limit = 1000
+dt_ms = 10
+
+[files]
+st = ["main.st"]

tests/cases/09_gvl_external/EXPECTED.md

@@ -0,0 +1,4 @@
+# 期望：编译通过
+
+- 符号表里 `G1` 的 global 与 external 指向**同一槽**，不是新变量
+- 执行后 `x` = 5（初值来自 GVL）

tests/cases/09_gvl_external/globals.st

@@ -0,0 +1,3 @@
+VAR_GLOBAL
+    G1 : INT := 5;
+END_VAR

tests/cases/09_gvl_external/main.st

@@ -0,0 +1,9 @@
+PROGRAM MAIN
+VAR_EXTERNAL
+    G1 : INT;
+END_VAR
+VAR
+    x : INT;
+END_VAR
+    x := G1;
+END_PROGRAM

tests/cases/09_gvl_external/project.toml

@@ -0,0 +1,11 @@
+[project]
+name = "case09"
+entry = "program MAIN"
+cycle_limit = 1000
+dt_ms = 10
+
+[files]
+st = ["globals.st", "main.st"]
+
+[gvl]
+file = "globals.st"

tests/cases/10_gvl_wrong_file/EXPECTED.md

@@ -0,0 +1,4 @@
+# 期望：编译错误
+
+- `other.st` 出现 `VAR_GLOBAL`，但 `gvl.file = globals.st`
+- 报错类别：VAR_GLOBAL 只允许出现在 gvl.file

tests/cases/10_gvl_wrong_file/globals.st

@@ -0,0 +1,3 @@
+VAR_GLOBAL
+    G1 : BOOL;
+END_VAR

tests/cases/10_gvl_wrong_file/other.st

@@ -0,0 +1,5 @@
+PROGRAM MAIN
+VAR_GLOBAL
+    G2 : BOOL;
+END_VAR
+END_PROGRAM

tests/cases/10_gvl_wrong_file/project.toml

@@ -0,0 +1,11 @@
+[project]
+name = "case10"
+entry = "program MAIN"
+cycle_limit = 1000
+dt_ms = 10
+
+[files]
+st = ["globals.st", "other.st"]
+
+[gvl]
+file = "globals.st"

tests/cases/11_duplicate_global/EXPECTED.md

@@ -0,0 +1,3 @@
+# 期望：链接失败
+
+- 同名 `VAR_GLOBAL`（G1）出现两次，禁止覆盖

tests/cases/11_duplicate_global/globals.st

@@ -0,0 +1,7 @@
+VAR_GLOBAL
+    G1 : INT;
+END_VAR
+
+VAR_GLOBAL
+    G1 : INT;
+END_VAR