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符号表与链接（12.6）

compiler 模块的符号收集与链接。输入：Project（toml）+ 各 .st 文件的 Unit（AST，见 语法.md）；输出：链接结果（全局槽表、POU 符号表、函数表、FB 实例布局）。全工程定案见 初步计划.md 12.6。

做 / 不做

做

• 先扫完全部文件再解析引用（禁止边解析边执行）
• 全局收集：仅 gvl.file 顶层 VAR_GLOBAL，声明顺序 = 全局槽顺序
• VAR_EXTERNAL 接已有槽，种类/类型一致，不是新变量
• FUNCTION 标无状态；FUNCTION_BLOCK 必须先有实例才能调用
• CALL 目标解析成 fn_id（立即数），无函数指针
• 校验：同名全局、未声明 io.var、重复 POU 名、未声明 FB 实例、函数循环调用 → 失败
• FB 实例布局：按类型算字段清单（输入/输出/内部/内建 8 个 FB 固定字段（12.11 扩充））

不做（第一版）

• 寄存器分配（12.8）、类型检查（12.7）
• 多 GVL 文件、I/Q/M 与全局分槽（v1 单一数据区，见下）

数据区定址（v1 定案）

• 单一数据区：全部全局（含 I/Q/M）按 globals.st 声明顺序编槽号 0..n-1
• 映像头 n_globals = 声明总数；n_i / n_q / n_m = 0（第一版不拆，见 初步计划.md 5.1）
• LOAD_I / STORE_Q / LOAD_GLOBAL / STORE_GLOBAL 操作码不同，槽号指向同一数据区
• io 绑定（toml）只负责 channel/bit → 槽号映射（sidecar），不创造变量

符号表一行

enum class SymbolKind { Global, External, Local, Input, Output, Pou, FbInstance, Const };

struct Symbol {
    SymbolKind kind;
    std::string name;       // 小写
    std::string type_name;  // bool / int / time / fb 类型名（小写）
    uint32_t address;       // 全局槽号（Global/External）；POU 局部暂 0（12.8 分配）
    std::string source_file;
    uint32_t line, col;
};

kind 与 12.1 冻结表一致：global / external / local / input / output / pou / fb_instance / const（const 本期未用，保留）。

链接流程

1. 收集导出
   遍历全部文件：
   - 顶层 globals：仅 gvl.file 允许；同名 → duplicate global；声明顺序编槽号
   - POU 导出：program / function / fb 名登记；重复 → duplicate POU
2. 逐 POU 建局部符号
   VAR / VAR_INPUT / VAR_OUTPUT → local / input / output
   VAR_EXTERNAL            → 查全局表，必须存在、类型一致 → External（同一槽）
   POU 内 VAR_GLOBAL       → error（仅 gvl 顶层允许）
3. 语句引用解析
   - FB 调用 instance(...)     → 局部表查实例，类型必须是 FB → 否则 undeclared FB instance
   - 字段读 fb.field          → 实例类型有该字段（用户 FB 的 input/output；内建固定字段）
   - VarRef / 赋值左值         → 局部表或全局表查得到 → 否则 undeclared identifier
   - 函数调用 fn(...)         → POU 表查得到且是 FUNCTION → 记依赖边；FUNCTION 不得调用 PROGRAM/FB
4. 循环调用检测
   函数依赖图 DFS 找环 → recursive call（用例 19）
5. io 校验
   io.var 必须在全局表 → 否则 io.var not in GVL（用例 12）
6. 输出
   全局表 / POU 符号表 / 函数表（fn_id 按收集序）/ FB 实例布局

FB 实例布局

• 用户 FB：字段 = 全部 VAR_INPUT + VAR_OUTPUT + VAR（内部），按声明段序排
• 内建（冻结，isa 规格；12.11 扩为 8 个）：

FB	字段（名 → 类型）
TON	in BOOL, pt TIME, q BOOL, et TIME
TOF	in BOOL, pt TIME, q BOOL, et TIME
TP	in BOOL, pt TIME, q BOOL, et TIME
CTU	cu BOOL, r BOOL, pv INT, q BOOL, cv INT
CTD	cd BOOL, ld BOOL, pv INT, q BOOL, cv INT
CTUD	cu BOOL, cd BOOL, r BOOL, lu BOOL, pv INT, qu BOOL, qd BOOL, cv INT
R_TRIG	clk BOOL, q BOOL
F_TRIG	clk BOOL, q BOOL

• 实例布局 = 类型字段表的一份拷贝；字段偏移 = 字段序号 × 8（8 字节定宽槽）

错误

稳定前缀 link error：

link error: duplicate global 'g1' (globals.st, line 4, col 1)
link error: VAR_GLOBAL only allowed in gvl file (other.st, line 2, col 1)
link error: io.var 'Nope' not in GVL (project.toml)
link error: undeclared FB instance 'starter' (main.st, line 4, col 5)
link error: recursive call involving 'a' (main.st, line 2, col 4)
link error: undeclared identifier 'x' (main.st, line 3, col 3)

完成标准

1. 用例 9（同一槽）、10（非 GVL 写全局）、11（同名全局）、12（io.var 未声明）、16（未声明实例）、19（循环调用）按表变绿
2. 符号表能打印 name kind type address file
3. 全部构建 + ctest 无回归

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执行计划（单步确认）

1. Linker.h（新建 compiler/include/compiler/Linker.h）：Symbol/SymbolKind + 链接结果结构 + link_project 声明
2. Linker.cpp 前半：收集导出（gvl 校验 / 全局定槽 / POU 登记）+ 逐 POU 局部符号
3. Linker.cpp 后半：引用解析（FB 实例 / 字段 / 变量 / 函数）+ 循环检测 + io 校验
4. linker_test（tests/src/linker_test.cpp + CMake）：用例 09/10/11/12/16/19 + 符号表打印断言
5. 验证：cmake --build + ctest（新增 linker_links 后 7/7 全绿）
6. 提交：Linker.h/cpp + linker_test + 文档