Admin
0ebf193ff9
- stb文件格式.md：288 字节真实拆解（头 104 含型号标识 STATOR1@0x48、函数表 0x68、 代码 0x80 fn0 RET=0x21、数据段 0xC8 7 槽、SHA-256 尾 0x100）；工具验证与执行器关系更新 - STCompiler使用说明.md：--machine 参数（编译/disasm 必填、打印模式不需要）、 .stb 加固说明、288 字节示例、当前状态（可编译+可执行+配置驱动） - 执行器入口.md：读取时型号/SHA 校验拒绝 - ctest 14/14 全绿
159 lines
6.7 KiB
Markdown
159 lines
6.7 KiB
Markdown
# 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`）
|