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Interpreter/Doc/isa/stb文件格式.md
T
Admin 0ebf193ff9 阶段 D 步骤 11:文档同步 + 提交(指令配置全流程收尾)。
- 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
2026-08-21 22:35:20 +08:00

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# .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_datav1 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` | 1MAIN |
| 28 | 4 | 全局槽数 `n_globals` | 4 |
| 32 | 4 | I 槽数 `n_i` | 0v1 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
line12 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``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``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_0io.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 | EmergencyStopBOOL,初值 0 |
| 1 | 0xD0 | I0_0BOOL |
| 2 | 0xD8 | I0_1BOOL |
| 3 | 0xE0 | Q0_0BOOL |
| 4 | 0xE8 | starter.startBOOL |
| 5 | 0xF0 | starter.stopBOOL |
| 6 | 0xF8 | starter.qBOOL |
## 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=``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)。