Interpreter/isa/include/isa/Op.h

/**
 * @file Op.h
 * @brief 操作码枚举 + 助记符
 * @author 
 * @date 2026-08-19
 */

#pragma once

#include <cstdint>

namespace isa {
    // 操作码一次列全。数值即编码：冻结后不得改顺序、不得插值，
    // 增加指令只能追加到末尾，并同步 Doc/isa/指令与映像.md 与测试。
    enum class Op : uint8_t {
        MOVE = 0,          // MOVE rd, rs
        LOADK = 1,         // LOADK rd, const_id
        NOT = 2,           // NOT rd, rs
        AND = 3,           // AND rd, ra, rb
        OR = 4,            // OR rd, ra, rb
        ADD = 5,           // ADD rd, ra, rb
        SUB = 6,           // SUB rd, ra, rb
        MUL = 7,           // MUL rd, ra, rb
        DIV = 8,           // DIV rd, ra, rb
        CMP_EQ = 9,        // CMP_EQ rd, ra, rb
        CMP_NE = 10,       // CMP_NE rd, ra, rb
        CMP_LT = 11,       // CMP_LT rd, ra, rb
        CMP_LE = 12,       // CMP_LE rd, ra, rb
        CMP_GT = 13,       // CMP_GT rd, ra, rb
        CMP_GE = 14,       // CMP_GE rd, ra, rb
        JMP = 15,          // JMP offset
        JT = 16,           // JT r, offset
        JF = 17,           // JF r, offset
        LOAD_I = 18,       // LOAD_I rd, slot
        STORE_Q = 19,      // STORE_Q rs, slot
        LOAD_M = 20,       // LOAD_M rd, slot
        STORE_M = 21,      // STORE_M rs, slot
        LOAD_GLOBAL = 22,  // LOAD_GLOBAL rd, slot
        STORE_GLOBAL = 23, // STORE_GLOBAL rs, slot
        // 内置功能块（8 个连续，12.11 扩充：TON/TOF/TP/CTU/CTD/CTUD/R_TRIG/F_TRIG）
        CAL_TON = 24,      // CAL_TON instance_slot
        CAL_TOF = 25,      // CAL_TOF instance_slot
        CAL_TP = 26,       // CAL_TP instance_slot
        CAL_CTU = 27,      // CAL_CTU instance_slot
        CAL_CTD = 28,      // CAL_CTD instance_slot
        CAL_CTUD = 29,     // CAL_CTUD instance_slot
        CAL_R_TRIG = 30,   // CAL_R_TRIG instance_slot
        CAL_F_TRIG = 31,   // CAL_F_TRIG instance_slot
        CALL = 32,         // CALL fn_id
        RET = 33,          // RET
    };

    // 操作码总数
    static const int kOpCount = 34;

    // 操作数形态（三层分类第二层，见 Doc/isa/指令配置.md）
    enum class OpFormat : uint8_t {
        RR,     // 两寄存器：rd rs（MOVE / NOT）
        RRR,    // 三寄存器：rd ra rb（逻辑 / 算术 / 比较）
        IMM,    // 常量：rd const_id（LOADK）
        SLOT,   // 槽：rd slot（LOAD_* / STORE_*）
        JMP,    // 偏移：off
        JC,     // 条件跳转：r off（JT / JF）
        CALL,   // 调用：fn_id
        CAL,    // 实例：instance（CAL_*）
        NONE,   // 无操作数（RET）
    };

    // 操作对象大类（三层分类第一层）
    enum class OpClass : uint8_t {
        Plain,     // 无实例：寄存器 / 立即数 / 槽 / 分支 / 调用
        Instance,  // 有实例：操作数据区实例块（内建 FB）
    };

    // 编译期指令表：下标与 Op 数值一一对应（ops.txt 强校验的基准）
    struct OpDef {
        const char* name;
        OpFormat format;
        OpClass cls;
    };

    static const OpDef kOpDefs[kOpCount] = {
        {"MOVE", OpFormat::RR, OpClass::Plain},          // 0
        {"LOADK", OpFormat::IMM, OpClass::Plain},        // 1
        {"NOT", OpFormat::RR, OpClass::Plain},           // 2
        {"AND", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},          // 3
        {"OR", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},           // 4
        {"ADD", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},          // 5
        {"SUB", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},          // 6
        {"MUL", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},          // 7
        {"DIV", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},          // 8
        {"CMP_EQ", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},       // 9
        {"CMP_NE", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},       // 10
        {"CMP_LT", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},       // 11
        {"CMP_LE", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},       // 12
        {"CMP_GT", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},       // 13
        {"CMP_GE", OpFormat::RRR, OpClass::Plain},       // 14
        {"JMP", OpFormat::JMP, OpClass::Plain},          // 15
        {"JT", OpFormat::JC, OpClass::Plain},            // 16
        {"JF", OpFormat::JC, OpClass::Plain},            // 17
        {"LOAD_I", OpFormat::SLOT, OpClass::Plain},      // 18
        {"STORE_Q", OpFormat::SLOT, OpClass::Plain},     // 19
        {"LOAD_M", OpFormat::SLOT, OpClass::Plain},      // 20
        {"STORE_M", OpFormat::SLOT, OpClass::Plain},     // 21
        {"LOAD_GLOBAL", OpFormat::SLOT, OpClass::Plain}, // 22
        {"STORE_GLOBAL", OpFormat::SLOT, OpClass::Plain},// 23
        {"CAL_TON", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},   // 24
        {"CAL_TOF", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},   // 25
        {"CAL_TP", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},    // 26
        {"CAL_CTU", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},   // 27
        {"CAL_CTD", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},   // 28
        {"CAL_CTUD", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},  // 29
        {"CAL_R_TRIG", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},// 30
        {"CAL_F_TRIG", OpFormat::CAL, OpClass::Instance},// 31
        {"CALL", OpFormat::CALL, OpClass::Plain},        // 32
        {"RET", OpFormat::NONE, OpClass::Plain},         // 33
    };

    // 助记符 / 格式 / 大类：查表（越界返回哨兵）
    inline const char* mnemonic(Op op) {
        const int idx = static_cast<int>(op);
        return (idx >= 0 && idx < kOpCount) ? kOpDefs[idx].name : "???";
    }

    inline OpFormat format(Op op) {
        const int idx = static_cast<int>(op);
        return (idx >= 0 && idx < kOpCount) ? kOpDefs[idx].format : OpFormat::NONE;
    }

    inline OpClass op_class(Op op) {
        const int idx = static_cast<int>(op);
        return (idx >= 0 && idx < kOpCount) ? kOpDefs[idx].cls : OpClass::Plain;
    }
}