# 指令集清单（V2 草案）

> 状态：**草案**。全功能目标下的完整指令清单，与 [`指令集优化.md`](指令集优化.md) 配套——
> 该文定义指令**格式**（变长/位段/长度组），本文列出指令**清单**（名称/组/格式/操作数/状态）。
> 组 = 长度组（前缀编码：`1`=4B、`01`=8B、`001`=16B、`0001`=32B）；fmt = 操作数形态。
> type 列：`有` = 用 type 位段（宽度/符号/浮点语义）、`无` = type=NONE、`dst` = type 位段为转换目标类型。
> 操作数记法：rd=目标寄存器、rs/ra/rb=源寄存器、slot=槽号、off=字段偏移、const_id=常量表下标、fn_id=函数下标、fb_id=内建 FB id。

> 全功能目标下的完整指令清单。**状态列**：`核心` = v1 实现；`扩展` = v1 后实现；`预留` = 仅留编码/未来。
> 组 = 长度组（前缀编码：`1`=4B、`01`=8B、`001`=16B、`0001`=32B）；fmt = 操作数形态。
> type 列：`有` = 用 type 位段（宽度/符号/浮点语义）、`无` = type=NONE、`dst` = type 位段为转换目标类型。
> 操作数记法：rd=目标寄存器、rs/ra/rb=源寄存器、slot=槽号、off=字段偏移、const_id=常量表下标、fn_id=函数下标、fb_id=内建 FB id。

### 10.1 数据搬运

| 指令 | 组 | fmt | type | 操作数 | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| MOVE | 4B | RR | 无 | rd, rs | 寄存器间搬运（int64 全宽） | 核心 |
| NOP | 4B | NONE | 无 | — | 空操作 | 核心 |
| LOAD | 8B | SLOT | 有 | rd, slot | 槽→寄存器（按 type 读宽+扩展） | 核心 |
| STORE | 8B | SLOT | 有 | slot, rs | 寄存器→槽（按 type 写宽） | 核心 |
| LOADK | 8B | IMM | 有 | rd, const_id | 常量表→寄存器（按 type 解释） | 核心 |
| LOAD_OFF | 16B | SLOT+off | 有 | rd, slot, off | 字段读（结构体/FB 共享体） | 核心 |
| STORE_OFF | 16B | SLOT+off | 有 | slot, off, rs | 字段写 | 核心 |
| LOADK64 | 16B | IMM64 | 有 | rd, imm64 | 64 位立即数内嵌（免查表） | 预留 |

### 10.2 逻辑与位运算

| 指令 | 组 | fmt | type | 操作数 | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| NOT | 4B | RR | 有 | rd, rs | 按 type：BOOL 逻辑非 / 位串取反 | 核心 |
| AND / OR / XOR | 8B | RRR | 有 | rd, ra, rb | 按 type 位宽 | 核心 |
| NAND / NOR / XNOR | 8B | RRR | 有 | rd, ra, rb | 扩展三态 | 扩展 |
| SHL / SHR | 8B | RRR | 有 | rd, rs, n | 左移/右移（SHR 按 type 符号：算术/逻辑） | 扩展 |
| ROL / ROR | 8B | RRR | 有 | rd, rs, n | 循环移位（位串） | 扩展 |
| GETBIT | 8B | RRR | 无 | rd, rs, bit | 取位（位号在 rb） | 扩展 |
| SETBIT / CLRBIT / TOGBIT | 8B | RRR | 无 | slot/rd, rs, bit | 置位/清位/翻转（目标可槽） | 扩展 |

### 10.3 算术

| 指令 | 组 | fmt | type | 操作数 | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ADD / SUB / MUL / DIV | 8B | RRR | 有 | rd, ra, rb | 整数饱和 / 浮点 IEEE / 无符号按 type | 核心 |
| MOD | 8B | RRR | 有 | rd, ra, rb | 取模 | 扩展 |
| NEG | 4B | RR | 有 | rd, rs | 取负 | 扩展 |
| ABS | 4B | RR | 有 | rd, rs | 绝对值 | 扩展 |
| INC / DEC | 4B | RR | 有 | rd, rs | 自增/自减 | 扩展 |
| EXPT | 8B | RRR | 有 | rd, ra, rb | 幂（整数/浮点） | 扩展 |
| SQRT | 4B | RR | 有 | rd, rs | 平方根 | 扩展 |
| SIN / COS / TAN / ASIN / ACOS / ATAN | 4B | RR | 有 | rd, rs | 三角函数（浮点） | 扩展 |
| LN / LOG / EXP | 4B | RR | 有 | rd, rs | 对数/指数（浮点） | 扩展 |
| ROUND / TRUNC / FLOOR / CEIL | 4B | RR | 有 | rd, rs | 舍入（浮点→整数） | 扩展 |

### 10.4 比较

| 指令 | 组 | fmt | type | 操作数 | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CMP_EQ / NE / LT / LE / GT / GE | 8B | RRR | 有 | rd, ra, rb | 按 type：有/无符号/浮点/IEEE（NaN 传播） | 核心 |

### 10.5 转换

| 指令 | 组 | fmt | type | 操作数 | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CONV | 4B | RR | dst | rd, rs | 类型转换（dst 在 type 位段；src 值已在寄存器，按 dst 宽度截断/扩展/舍入） | 扩展 |
| TRUNC（并入 CONV 舍入模式） | — | — | — | — | 舍入模式由 CONV 的 op 变体或独立指令（见上） | 扩展 |

### 10.6 控制流

| 指令 | 组 | fmt | type | 操作数 | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| JMP | 8B | JMP | 无 | off32 | 无条件跳转（相对下一条，字节） | 核心 |
| JT / JF | 8B | JC | 无 | rd, off | rd≠0/==0 跳转 | 核心 |
| CALL | 8B | IMM | 无 | fn_id | 压帧调用（r0..r7 复制） | 核心 |
| RET | 4B | NONE | 无 | — | 弹帧 / MAIN 周期结束 | 核心 |
| CAL | 8B | SLOT | 无 | fb_id, slot | 内建 FB 调用（fb_id 查 [[fb]] 表） | 核心 |
| JTBL | 32B | 预留 | 无 | rd, slot, n | CASE 跳转表 | 预留 |

### 10.7 内建 FB（CAL + fb_id，[[fb]] 表）

| fb_id | FB | 字段（类型化） | 状态 |
|---|---|---|---|
| 0 | TON | in/pt/q/et = BOOL/TIME/BOOL/TIME | 核心 |
| 1 | TOF | 同上 | 核心 |
| 2 | TP | 同上 | 核心 |
| 3 | CTU | cu/r/pv(INT)/q/cv(INT) 单字 | 核心 |
| 4 | DCTU | cu/r/pv(DINT)/q/cv(DINT) 双字 | 核心 |
| 5 | CTD | cd/ld/pv(INT)/q/cv(INT) | 核心 |
| 6 | DCTD | cd/ld/pv(DINT)/q/cv(DINT) | 核心 |
| 7 | CTUD | cu/cd/r/lu/pv(INT)/qu/qd/cv(INT) | 核心 |
| 8 | DCTUD | cu/cd/r/lu/pv(DINT)/qu/qd/cv(DINT) | 核心 |
| 9 | R_TRIG | clk/q = BOOL/BOOL | 核心 |
| 10 | F_TRIG | clk/q = BOOL/BOOL | 核心 |
| 11 | SR / RS（锁存） | s1/r/s/q… | 扩展 |
| 12 | PWM | in/pt/q… | 扩展 |
| 13 | RTC | 日期时钟字段 | 扩展 |

### 10.8 字符串（未来，元数据段 + 16/32B）

| 指令 | 组 | fmt | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|
| STR_LEN | 16B | SLOT+off | 字符串长度 | 预留 |
| STR_CMP / STR_EQ | 16B | SLOT+off | 比较（按元数据段定长/变长） | 预留 |
| STR_CONCAT | 32B | 预留 | 拼接 | 预留 |
| STR_MID / STR_LEFT / STR_RIGHT | 16B/32B | 预留 | 取子串 | 预留 |
| STR_FIND / STR_REPLACE | 32B | 预留 | 查找/替换 | 预留 |

### 10.9 数组（未来）

| 指令 | 组 | fmt | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|
| ARR_LEN | 16B | SLOT+off | 数组长度 | 预留 |
| ARR_LOAD / ARR_STORE | 32B | 预留 | 索引访问（基槽+index） | 预留 |

### 10.10 系统

| 指令 | 组 | fmt | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|
| NOP | 4B | NONE | 空操作（占位/对齐） | 核心 |

### 10.11 op 预算核对（前缀编码按组分治）

| 组 | op 空间 | v1 核心用量 | 扩展/预留量 |
|---|---|---|---|
| 4B（op:7） | 128 | MOVE/NOP/NOT/RET ≈ 4 | 124（浮点单目/舍入/CONV 等） |
| 8B（op:6） | 64 | ADD..CMP/LOAD/STORE/LOADK/CALL/CAL/JMP/JT/JF ≈ 19 | 45（位运算/移位/GETBIT 等） |
| 16B（op:5） | 32 | LOAD_OFF/STORE_OFF ≈ 2 | 30（LOADK64/字符串/数组） |
| 32B（op:4） | 16 | 0 | 16（JTBL/复杂字符串） |

> 注：以上为全功能**目标清单**，v1 只实现「核心」列；「扩展/预留」列给出指令格式占位，
> 具体操作数形态（如 GETBIT 的槽/寄存器目标、CONV 舍入模式）在实现时定稿。