- 三层分类:class(操作对象)→ format(操作数形态)→ 参数名(语义) - op 行加 class 字段(PLAIN 26 条 / INSTANCE 8 条 CAL_*),类别-格式互锁校验 - fb 行登记内建 FB 布局(8 个),cal_opcode 与 op 行强校验一致 - 加 FB = 配置文件一行 + VM 语义 case,编译器免重建;执行计划更新为 7 步
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指令配置文件(ops.txt)
指令集的唯一事实来源:name / opcode / class / format / 参数名 / enabled。代码实现与配置文件在启动时强校验一致,防止两处漂移。
目标
- 加指令/屏蔽指令的登记集中在一处(配置文件),不再散落在代码各处手改
- 执行器(VM):语义实现必须在代码里,不能纯从文件加载;配置文件用于屏蔽(
enabled=false的指令执行到 → 故障) - 编译器(STCompiler):启动时从文件加载(校验 + 屏蔽传导)
.stbABI 不变:opcode 数值仍是冻结契约;屏蔽是编译期/运行期策略,不改数值
指令的三层分类(定案)
class(操作对象) → format(操作数形态) → 参数名(操作数语义)
PLAIN/INSTANCE RR/RRR/IMM/SLOT/ rd/rs/const_id/
JMP/JC/CALL/CAL/NONE slot/off/fn_id/instance
| 层 | 回答的问题 | 谁需要它 |
|---|---|---|
| class | 操作对象:值/搬运 还是 实例算法 | 语义归属、校验互锁(INSTANCE ↔ CAL) |
| format | 操作数的形态:寄存器 / 常量 id / 槽号 / 带符号偏移 | disasm 渲染、编码助手 |
| 参数名 | 每个操作数的语义命名 | 元数据、文档、校验 |
两个大类
| 大类 | 操作对象 | 现有指令 | 操作数形态 |
|---|---|---|---|
| 无实例(PLAIN) | 寄存器 / 立即数 / 槽号 / 分支 / 调用 | MOVE/LOADK/NOT/AND/OR/算术/CMP_* / JMP/JT/JF / LOAD_/STORE_ / CALL/RET(26 条) | RR/RRR/IMM/SLOT/JMP/JC/CALL/NONE |
| 有实例(INSTANCE) | 数据区实例块(内建 FB) | CAL_TON/TOF/TP/CTU/CTD/CTUD/R_TRIG/F_TRIG(8 条) | CAL(一个实例基槽号) |
区别的本质:
LOAD_GLOBAL(无实例):从槽读一个"值" → 地址是编译期槽号,纯搬运
CAL_TON(有实例) :对实例块执行"算法" → 基槽号 + 完整定时器语义(读字段/推进/写字段)
format 不可省:同是"第二个操作数是数字",LOADK/LOAD_I/CALL 渲染相同但语义不同(常量 id / 槽号 / fn_id,由参数名表达);"数字 vs 寄存器 vs 偏移"的渲染差异只有 format 能表达(r%d / %u / %+d)。
配置文件格式(isa/ops.txt)
全属性必填,不可省略;# 注释、空行忽略:
# op <name> <opcode> <class> <format> <参数名...> <enabled>
# class: PLAIN(无实例)/ INSTANCE(有实例)
op MOVE 0 PLAIN RR rd rs enabled
op LOADK 1 PLAIN IMM rd const_id enabled
op NOT 2 PLAIN RR rd rs enabled
op AND 3 PLAIN RRR rd ra rb enabled
op ADD 5 PLAIN RRR rd ra rb enabled
op CMP_EQ 9 PLAIN RRR rd ra rb enabled
op JMP 15 PLAIN JMP off enabled
op JT 16 PLAIN JC r off enabled
op LOAD_I 18 PLAIN SLOT rd slot enabled
op CAL_TON 24 INSTANCE CAL instance enabled
op CALL 32 PLAIN CALL fn_id enabled
op RET 33 PLAIN NONE enabled
- 参数个数由 format 决定,解析时校验字段数:
| format | 参数 | 现有指令 |
|---|---|---|
RR |
2(rd rs) | MOVE / NOT |
RRR |
3(rd ra rb) | AND/OR/ADD/SUB/MUL/DIV/CMP_xx |
IMM |
2(rd const_id) | LOADK |
SLOT |
2(rd slot) | LOAD_I/STORE_Q/LOAD_M/STORE_M/LOAD_GLOBAL/STORE_GLOBAL |
JMP |
1(off) | JMP |
JC |
2(r off) | JT / JF |
CALL |
1(fn_id) | CALL |
CAL |
1(instance) | CAL_*(8 个) |
NONE |
0 | RET |
- 类别与格式互锁:
INSTANCE类的 format 必须是CAL,反之亦然——配置错误启动期暴露
内建 FB 注册(定案:并入 ops.txt)
CAL_* 已是 op 行(与 ADD 同机制:编码/译码/disasm/屏蔽);fb 行登记其数据结构(布局)——ST 语言层的登记处(Lexer/Parser/Linker/Codegen 查表):
# fb <name> <cal_opcode> <字段:类型 ...>
fb ton 24 in:BOOL pt:TIME q:BOOL et:TIME
fb tof 25 in:BOOL pt:TIME q:BOOL et:TIME
fb tp 26 in:BOOL pt:TIME q:BOOL et:TIME
fb ctu 27 cu:BOOL r:BOOL pv:INT q:BOOL cv:INT
fb ctd 28 cd:BOOL ld:BOOL pv:INT q:BOOL cv:INT
fb ctud 29 cu:BOOL cd:BOOL r:BOOL lu:BOOL pv:INT qu:BOOL qd:BOOL cv:INT
fb r_trig 30 clk:BOOL q:BOOL
fb f_trig 31 clk:BOOL q:BOOL
- fb 行的
cal_opcode与 op 行的 CAL_* 操作码强校验一致(防两处漂移) - 字段类型名小写(
bool/int/time),与语言关键字对齐 - 加 FB = fb 行 + VM 一个语义 case,编译器免重建(关键字/布局/操作码映射全部从表读)
isa 层:OpTable
class OpTable {
bool load(const char* path, std::string* err); // 解析 + 强校验
bool enabled(uint8_t op) const;
// name / format / 参数名查询(后续 FB 注册也走这里)
};
强校验(load 时):
- 语法:字段数符合 format、enabled 必须出现
- 操作码唯一、0..255
- 与编译期枚举一致:文件里每条指令的 name/opcode/format 必须与代码(
Op枚举 + 助记符 +OpFormat)逐条一致,任一不符 → 报错列出差异 - 任一失败 →
load返回 false,调用方报错退出
前置改造:OpFormat 显式化——现有隐式"形态"(disasm 的 case)变成枚举 RR/RRR/IMM/SLOT/JMP/JC/CALL/CAL/NONE;disasm 改表驱动(输出文本不变,现有断言兼容)。
各端接线
| 端 | 参数 | 行为 |
|---|---|---|
| STCompiler | STCompiler <project.toml> [-o out.stb] --ops <ops.txt> |
仅 -o 编译路径要求;加载/校验失败 → 报错退出;codegen 生成被屏蔽指令 → 编译错误(屏蔽传导) |
| BytecodeExecutor | --ops <ops.txt>(可选) |
不传 = 全部启用(兼容现有用法);传入 → 加载 + 校验,执行到 disabled 指令 → Fault::Disabled,周期中止退出码 1 |
| 语义实现 | — | 仍在 VM 代码里(每指令一个 case,不可省) |
加东西的流程(改造后)
加普通指令:ops.txt 加一行 op(name opcode class format 参数 enabled)
+ Op.h 枚举加一项 + VM 一个语义 case → 重建 isa/VM
加内建 FB:ops.txt 加一行 fb(name cal_opcode 字段:类型)
+ VM 一个语义 case → 重建 VM(编译器免重建)
屏蔽指令:ops.txt 把 enabled 改 disabled
→ 编译器拒绝生成、执行器运行时报 Disabled 故障(零代码改动)
执行计划(单步确认)
- OpFormat / OpClass 显式化:新增
OpFormat(RR/RRR/IMM/SLOT/JMP/JC/CALL/CAL/NONE)与OpClass(PLAIN/INSTANCE);disasm改表驱动(输出不变,11 个 ctest 全绿) ops.txt落地:34 条 op 行 + 8 条 fb 行,全属性必填OpTable:isa/include/isa/OpTable.h+isa/src/OpTable.cpp(解析 + 强校验:语法/重号/越界/类别-格式互锁/fb-opcode 一致/与编译期枚举一致)- STCompiler
--ops:加载/校验/屏蔽传导(codegen 生成被屏蔽指令 → 编译错误) - BytecodeExecutor
--ops:可选加载 /Fault::Disabled - 测试:
ops_test(正例 + 缺属性/字段数错/重号/互锁破坏/与枚举不一致负例)、屏蔽传导用例、11 个 ctest 回归 - 文档 + 提交