# .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`

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┌──────────────────────────────────────────────────┐
│ 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）。