- §2 V1 现状:FB 内联/FC CALL/CAL_* 三种调用、短路跳转、固定寄存器分配、 调用约定、跳转回填、常量表去重 - §3 V2 变更:FB 基址寻址消除内联、type 位段驱动语义、槽表/值区布局职责、 变长发射字节化回填、类型扩展与升宽规则 - §4 待确认(引用指令集优化 §4 编译器相关项);§5 编译器侧影响面;§6 阶段;§7 决策历史
StScan
子集 ST + 扫描周期虚拟机。IEC 风格的子集 ST:用 project.toml 组织多个 .st,编译成单一映像,由寄存器虚拟机按扫描周期执行。
方案见 Doc/初步计划.md,模块文档见 Doc/索引.md。
多个 .st + machine.toml(指令/类型/FB 布局)
↑ project.toml 列出源文件;machine.toml 唯一事实来源
↓
STCompiler(compiler 库:词法 / 语法 → 符号表 → 类型检查 → 寄存器码 → 链接;编码查 machine.toml)
↓
<name>.stb 映像(头 104 含型号标识 + 段 + SHA-256 文件尾)+ <name>.runtime.toml sidecar
↓
BytecodeExecutor(vm 库按扫描周期执行;型号/SHA 校验;喂 I、收 Q、给 Δt、回放)
目录
.
├── CMakeLists.txt # 顶层工程:加入各目标,并启用测试
├── cmake/ # CMake 辅助(警告、C++ 标准等),不是业务模块
├── isa/ # 共享契约:指令、映像、定宽类型
├── compiler/ # ST / toml 编译器(库)+ STCompiler 可执行入口
├── vm/ # 寄存器虚拟机(库)
├── executor/ # BytecodeExecutor:加载 .stb + sidecar 并执行
├── examples/ # 样例工程(给人看、跑通最小闭环)
│ └── line1/ # MAIN + Motor FB + I/O
│ ├── project.toml
│ ├── globals.st
│ ├── motor.st
│ └── main.st
├── tests/ # 自动化用例(语法、链接、指令、回放)
├── third_party/ # 第三方(如 toml 解析),compiler 私有链接
└── Doc/ # 设计文档
样例和测试是数据,不做成 CMake 库。每个用例是一份 toml + 若干 .st,按工程子目录存放。
模块与 CMake 目标
三个静态库与两个可执行,与目录一一对应。compiler 与 vm 不互相链接。指令/类型/FB 布局的唯一事实来源是 compiler/machine.toml(编译器运行时加载);isa 归执行器侧(vm 依赖),只管指令定义。依赖方向:STCompiler → compiler、BytecodeExecutor → vm → isa。
| 目录 | 目标 | 类型 | 依赖 | 职责 |
|---|---|---|---|---|
isa/ |
isa |
STATIC |
无 | 指令定义(Op/Instr/Encode/Types/饱和/disasm),归执行器侧 |
compiler/ |
compiler |
STATIC |
toml++(私有) | 读 toml、收齐 .st、解析、链接、定址、类型检查、编寄存器码、写 .stb(指令 opcode/类型/FB 布局全部来自 machine.toml) |
vm/ |
vm |
STATIC |
isa |
一台 VM、一个入口、一份映像;扫描周期、寄存器、FB、有界 CALL / RET;自带 .stb 读实现 + 型号/SHA-256 校验 |
compiler/ |
STCompiler |
EXECUTABLE |
compiler |
STCompiler <project.toml> -o <name>.stb --machine <machine.toml>:编译并写映像 + sidecar;--disasm 可反汇编 |
executor/ |
BytecodeExecutor |
EXECUTABLE |
vm、isa |
BytecodeExecutor <name>.stb:加载映像 + sidecar,采样 I、执行 PROGRAM MAIN、写回 Q、用 Δt 推进定时器 / 计数器、回放 |
词法、语法、符号表、检查、codegen、链接都留在 compiler 一个库里,不再拆 CMake 子库。
isa
归执行器侧(vm 依赖),只管指令定义:Op 枚举 / Instr 打包 / Encode(编解码·disasm)/ Types(饱和)。执行器执行 switch 在 vm。
compiler
toml 不声明变量,只列出源文件、指定唯一 GVL、可选地把已有全局接到硬件。VAR_GLOBAL 第一版只允许出现在 gvl.file(如 globals.st)。指令 opcode / 类型元数据 / FB 布局全部来自 compiler/machine.toml(STCompiler --machine 加载,强校验后编译)。
vm
每个扫描周期:采样 I → 从 PROGRAM MAIN 的 pc=0 执行到 RET → 写回 Q → 用本周期 Δt 推进内置 FB。无 GC、无堆、无线程;变量编译期分配。读取 .stb 时校验型号标识与 SHA-256(不匹配/篡改 → 拒绝)。
executor(BytecodeExecutor)
STCompiler 编译出 <name>.stb(含型号标识 + SHA-256)+ <name>.runtime.toml(sidecar:I/O 绑定);BytecodeExecutor 加载后按扫描周期跑。dt_ms / cycle_limit 从映像头取。
examples/ 与 tests/
| 目录 | 用途 |
|---|---|
examples/line1/ |
计划中的最小样例:全局、MotorStarter FB、PROGRAM MAIN |
tests/ |
冻关键字、指令、符号表、链接错误(重复 VAR_GLOBAL、io.var 未声明等) |
tests/ 通过 add_test 调 STCompiler / BytecodeExecutor,或直接链接 compiler + vm。样例工程数据按「一份 toml + 若干 .st」分子目录存放,不做成 library。