# 指令集清单（V2 编码定案）

> 状态：**已编码**。全功能指令清单，全部指令已按 [`指令编码.md`](指令编码.md) 的
> RISC-V 式格式（前缀长度组 + op + func + fmt）分配编码。
> 状态列：`核心` = v1 实现；`扩展` = v1 后实现；`预留` = 仅留编码/未来。

## 编码规则摘要（详见指令编码.md）

- **字节 0** = 长度前缀 + 主操作码：`1`+op:7（4B）、`01`+op:6（8B）、`001`+op:5（16B）、`0001`+op:4（32B）
- **字节 1** = `[func:4 | fmt:4]`
- **func**（语义随 op）：0..7 = 宽度×符号（1B无/1B有/2B无/2B有/4B无/4B有/8B无/8B有）、8=F32、9=F64、`—`=无类型（编码 0 保留）
- **fmt**：0=RR、1=RRR、2=IMM、3=SLOT、4=JMP、5=JC、6=CALL、7=CAL、8=NONE
- disasm 按 func 显示类型后缀（A7 定案）：func=3 → `LOAD.I16 r5, s3`
- 无类型指令（跳转/调用/RET/NOP/CAL）func 编码为 0（不使用）

## 1. 数据搬运

| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | func | 操作数 | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MOVE | 4B | `10000000` | RR(0) | 宽度：0=1B/1=2B/2=4B/3=8B | rd, rs | 寄存器搬运（只搬宽度，不管符号/浮点） | 核心 |
| LOAD | 8B | `01011010` | SLOT(3) | 全矩阵 0..9 | rd, slot | 槽→寄存器（按 func 读宽+扩展） | 核心 |
| STORE | 8B | `01011011` | SLOT(3) | 全矩阵 0..9 | slot, rs | 寄存器→槽（按 func 写宽） | 核心 |
| LOADK | 8B | `01011100` | IMM(2) | 全矩阵 0..9 | rd, const_id | 常量表→寄存器（按 func 解释） | 核心 |
| LOAD_OFF | 16B | `00100000` | SLOT+off | 全矩阵 0..9 | rd, slot, off | 字段读（结构体/FB 共享体） | 核心 |
| STORE_OFF | 16B | `00100001` | SLOT+off | 全矩阵 0..9 | slot, off, rs | 字段写 | 核心 |
| LOADK64 | 16B | `00100010` | IMM64 | 全矩阵 0..9 | rd, imm64 | 64 位立即数内嵌（免查表） | 预留 |

## 2. 逻辑与位运算

| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | func | 操作数 | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NOT | 4B | `10000010` | RR(0) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, rs | BOOL 逻辑非 / 位串按位取反 | 核心 |
| AND | 8B | `01000110` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, ra, rb | 按宽度逐位与（BOOL 由编译器保证 0/1） | 核心 |
| OR | 8B | `01000111` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, ra, rb | 逐位或 | 核心 |
| XOR | 8B | `01001000` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, ra, rb | 逐位异或 | 核心 |
| NAND | 8B | `01001001` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, ra, rb | 逐位与非 | 扩展 |
| NOR | 8B | `01001010` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, ra, rb | 逐位或非 | 扩展 |
| XNOR | 8B | `01001011` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, ra, rb | 逐位同或 | 扩展 |
| SHL | 8B | `01001100` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, rs, n | 左移（n 在 rb） | 扩展 |
| SHR | 8B | `01001101` | RRR(1) | 0..7（宽度×符号，算术/逻辑右移） | rd, rs, n | 右移 | 扩展 |
| ROL | 8B | `01001110` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, rs, n | 循环左移（位串） | 扩展 |
| ROR | 8B | `01001111` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, rs, n | 循环右移 | 扩展 |
| GETBIT | 8B | `01011000` | RRR(1) | — | rd, rs, bit | 取位（bit 在 rb） | 扩展 |
| SETBIT | 8B | `01011001` | RRR(1) | — | rd, rs, bit | 置位 | 扩展 |
| CLRBIT | 8B | `01011010` | RRR(1) | — | rd, rs, bit | 清位 | 扩展 |
| TOGBIT | 8B | `01011011` | RRR(1) | — | rd, rs, bit | 翻转位 | 扩展 |

> 注：SETBIT/CLRBIT/TOGBIT 的"目标可槽"形式（`slot, bit`）后续可在 16B 组扩展（op 预留）。

## 3. 算术

| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | func | 操作数 | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ADD | 8B | `01000000` | RRR(1) | 全矩阵 0..9 | rd, ra, rb | 整数饱和 / 浮点 IEEE / 无符号 | 核心 |
| SUB | 8B | `01000001` | RRR(1) | 全矩阵 0..9 | rd, ra, rb | 减 | 核心 |
| MUL | 8B | `01000010` | RRR(1) | 全矩阵 0..9 | rd, ra, rb | 乘 | 核心 |
| DIV | 8B | `01000011` | RRR(1) | 全矩阵 0..9 | rd, ra, rb | 除（整数零除/浮点 ±inf） | 核心 |
| MOD | 8B | `01000100` | RRR(1) | 0..7（整数） | rd, ra, rb | 取模 | 扩展 |
| EXPT | 8B | `01000101` | RRR(1) | 0..9 | rd, ra, rb | 幂 | 扩展 |
| NEG | 4B | `10000100` | RR(0) | 0..9 | rd, rs | 取负 | 扩展 |
| ABS | 4B | `10000101` | RR(0) | 0..9 | rd, rs | 绝对值 | 扩展 |
| INC | 4B | `10000110` | RR(0) | 0..9 | rd, rs | 自增 | 扩展 |
| DEC | 4B | `10000111` | RR(0) | 0..9 | rd, rs | 自减 | 扩展 |
| SQRT | 4B | `10001000` | RR(0) | 浮点 8/9 | rd, rs | 平方根 | 扩展 |
| SIN | 4B | `10001001` | RR(0) | 浮点 8/9 | rd, rs | 正弦 | 扩展 |
| COS | 4B | `10001010` | RR(0) | 浮点 8/9 | rd, rs | 余弦 | 扩展 |
| TAN | 4B | `10001011` | RR(0) | 浮点 8/9 | rd, rs | 正切 | 扩展 |
| ASIN | 4B | `10001100` | RR(0) | 浮点 8/9 | rd, rs | 反正弦 | 扩展 |
| ACOS | 4B | `10001101` | RR(0) | 浮点 8/9 | rd, rs | 反余弦 | 扩展 |
| ATAN | 4B | `10001110` | RR(0) | 浮点 8/9 | rd, rs | 反正切 | 扩展 |
| LN | 4B | `10001111` | RR(0) | 浮点 8/9 | rd, rs | 自然对数 | 扩展 |
| LOG | 4B | `10010000` | RR(0) | 浮点 8/9 | rd, rs | 常用对数 | 扩展 |
| EXP | 4B | `10010001` | RR(0) | 浮点 8/9 | rd, rs | 指数 | 扩展 |
| ROUND | 4B | `10010010` | RR(0) | 浮点 8/9 | rd, rs | 四舍五入（浮点→整数） | 扩展 |
| TRUNC | 4B | `10010011` | RR(0) | 浮点 8/9 | rd, rs | 截断 | 扩展 |
| FLOOR | 4B | `10010100` | RR(0) | 浮点 8/9 | rd, rs | 向下取整 | 扩展 |
| CEIL | 4B | `10010101` | RR(0) | 浮点 8/9 | rd, rs | 向上取整 | 扩展 |

## 4. 比较

| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | func | 操作数 | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CMP_EQ | 8B | `01010000` | RRR(1) | 全矩阵 0..9 | rd, ra, rb | 相等 | 核心 |
| CMP_NE | 8B | `01010001` | RRR(1) | 全矩阵 0..9 | rd, ra, rb | 不等 | 核心 |
| CMP_LT | 8B | `01010010` | RRR(1) | 全矩阵 0..9 | rd, ra, rb | 小于（无符号/浮点按 func） | 核心 |
| CMP_LE | 8B | `01010011` | RRR(1) | 全矩阵 0..9 | rd, ra, rb | 小于等于 | 核心 |
| CMP_GT | 8B | `01010100` | RRR(1) | 全矩阵 0..9 | rd, ra, rb | 大于 | 核心 |
| CMP_GE | 8B | `01010101` | RRR(1) | 全矩阵 0..9 | rd, ra, rb | 大于等于 | 核心 |

## 5. 转换

| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | func | 操作数 | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CONV | 4B | `10010110` | RR(0) | **目标类型** 0..9 | rd, rs | 类型转换（src 值已在寄存器，按目标 func 截断/扩展/舍入；舍入模式随目标为浮点→整数时取 TRUNC 语义） | 扩展 |

## 6. 控制流

| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | func | 操作数 | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| JMP | 8B | `01011111` | JMP(4) | — | off32 | 无条件跳转（相对下一条，字节） | 核心 |
| JT | 8B | `01100000` | JC(5) | — | rd, off | rd≠0 跳转 | 核心 |
| JF | 8B | `01100001` | JC(5) | — | rd, off | rd==0 跳转 | 核心 |
| CALL | 8B | `01011101` | CALL(6) | — | fn_id | 压帧调用（r0..r7 复制） | 核心 |
| RET | 4B | `10000011` | NONE(8) | — | — | 弹帧 / MAIN 周期结束 | 核心 |
| CAL | 8B | `01011110` | CAL(7) | — | fb_id, slot | 内建 FB 调用（fb_id 查 [[fb]] 表） | 核心 |
| JTBL | 32B | `00010000` | 预留 | — | rd, slot, n | CASE 跳转表 | 预留 |

## 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 | s1/r/s/q… | 扩展 |
| 12 | PWM | in/pt/q… | 扩展 |
| 13 | RTC | 日期时钟字段 | 扩展 |

## 8. 字符串（未来，元数据段 + 16/32B）

| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|
| STR_LEN | 16B | `00100011` | SLOT+off | 字符串长度 | 预留 |
| STR_CMP | 16B | `00100100` | SLOT+off | 比较 | 预留 |
| STR_EQ | 16B | `00100101` | SLOT+off | 相等 | 预留 |
| STR_MID | 16B | `00100110` | SLOT+off | 取子串 | 预留 |
| STR_LEFT | 16B | `00100111` | SLOT+off | 左侧子串 | 预留 |
| STR_RIGHT | 16B | `00101000` | SLOT+off | 右侧子串 | 预留 |
| STR_CONCAT | 32B | `00010011` | 预留 | 拼接 | 预留 |
| STR_FIND | 32B | `00010001` | 预留 | 查找 | 预留 |
| STR_REPLACE | 32B | `00010010` | 预留 | 替换 | 预留 |

## 9. 数组（未来）

| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|
| ARR_LEN | 16B | `00101001` | SLOT+off | 数组长度 | 预留 |
| ARR_LOAD | 32B | `00010100` | 预留 | 索引读（基槽+index） | 预留 |
| ARR_STORE | 32B | `00010101` | 预留 | 索引写 | 预留 |

## 10. 系统

| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | func | 操作数 | 语义 | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NOP | 4B | `10000001` | NONE(8) | — | — | 空操作（占位/对齐） | 核心 |

## 11. op 预算核对（前缀编码按组分治）

| 组 | op 空间 | 已分配 | 指令 | 余量 |
|---|---|---|---|---|
| 4B（op:7） | 128 | 23 | MOVE/NOP/NOT/RET/NEG/ABS/INC/DEC + 浮点单目 10 + 舍入 4 + CONV | 105 |
| 8B（op:6） | 64 | 34 | 算术 6 + 逻辑 6 + 移位 4 + 位操作 4 + CMP 6 + LOAD/STORE/LOADK/CALL/CAL/JMP/JT/JF 8 | 30 |
| 16B（op:5） | 32 | 10 | LOAD_OFF/STORE_OFF/LOADK64 + 字符串 6 + ARR_LEN | 22 |
| 32B（op:4） | 16 | 6 | JTBL + STR_CONCAT/FIND/REPLACE + ARR_LOAD/STORE | 10 |

> 编码约定：op 按组独立编号；无类型指令 func=0；SETBIT 系列的目标可槽形式与
> 字符串/数组的具体操作数形态在实现时定稿（fmt 列「预留」）。