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Admin 0a36e36b16 12.8 切片 6：FUNCTION 与 CALL，冻结调用约定。

- 调用约定（冻结进 isa 规格与 12.8 文档）：结果 r0、参数 r1..r7（最多 7 输入、函数内只读）、
  变量与临时全部从 r8 起；CALL/RET 时 VM 复制 r0..r7（12.9 实现）
- 调用点：实参求值到 r8+ 临时 → MOVE r(1+i) → CALL fn_id → MOVE rd, r0
- 函数名赋值 = 写 r0（结果）；写函数输入 → codegen error
- codegen_test：134 断言（用例 13 两函数 CALL 序列；既有用例帧基址迁移 r8 起），ctest 9/9

2026-08-21 11:48:33 +08:00

6.4 KiB

Raw Blame History

寄存器码（12.8）

compiler 模块的代码生成。输入：Project + Unit（AST）+ LinkResult；输出：.stb 映像字节（std::vector<uint8_t>）。全工程定案见 初步计划.md 12.8，指令/映像布局见 指令与映像.md。

做 / 不做

做

寄存器分配：局部/变量固定寄存器，表达式临时值往后编号，nregs 写进函数头
跳转先留洞、后回填；AND / OR 必须编成跳转（短路），禁止两边都算
常量表（LOADK）、全局/实例槽（LOAD_GLOBAL / STORE_GLOBAL 等）
CALL fn_id 有界帧；用户 FB 调用内联展开；内建 CAL_TON / CAL_TOF / CAL_CTU
拼装映像：函数表 / 常量表 / 数据段 / 头（cycle_limit、dt_ms、工程哈希、入口）

不做（第一版）

图染色、SSA、生命周期分析、优化、异常表、闭包
函数指针、间接跳转、REAL

存储布局（v1 定案）

数据	放哪	说明
PROGRAM / FUNCTION 标量变量与临时	寄存器（函数帧）	每周期帧保留由 VM 负责（12.9）
FB 实例（任意 POU 内声明）	数据区实例块（绝对地址）	状态跨周期持久
全局（含 I/Q/M）	数据区（声明序）	12.6 已定槽号

数据区 = 全局块（声明序，按对齐规则：BOOL 1B / INT 2B / TIME 8B，起点对齐自身宽度）→ FB 实例块（按实例声明序，各块按类型布局大小、8 字节对齐）
指令 slot = 数据区字节偏移（u16）；符号表 address 保持逻辑槽号（12.6 冻结），编译时做槽号 → 偏移映射
字段访问 fb.Q：LOAD_GLOBAL rd, <实例基址+字段偏移>（编译期算死）；I/Q/M 用 LOAD_I / STORE_Q / LOAD_M / STORE_M 同槽号
函数帧寄存器：FUNCTION 结果固定 r0，VAR_INPUT 从 r1 起按声明序，VAR 续后；PROGRAM / FB 变量从 r0 起按声明序

调用约定（v1 冻结，VM 12.9 按此实现）

项	约定
结果寄存器	r0（FUNCTION 结果写入处）
参数寄存器	r1..r7（最多 7 个输入，按声明序）
变量 / 临时	全部从 r8 起（调用约定区不受覆盖）
`CALL`	VM 复制当前帧 r0..r7 → 新帧 r0..r7
`RET`	VM 复制当前帧 r0..r7 → 调用方帧 r0..r7（r0=结果，r1..r7 原样返回）
函数输入	函数体内只读（写输入 → codegen error）

调用点：实参求值到 r8+ 临时 → MOVE r(1+i), t → CALL fn_id → MOVE rd, r0
所有 POU 的变量/临时统一 r8 起，故 r1..r7 在调用点可安全覆盖

寄存器分配

局部变量固定占用前段（0..k-1）
表达式临时从 k 起，语句内递增、语句结束复用基址（不分析生命周期）
nregs = 全函数临时峰值 + 1

表达式与语句的指令模式

字面量     LOADK rd, const_id
变量读     LOAD_GLOBAL/LOAD_I/LOAD_M rd, slot        （或帧内 MOVE）
字段读     LOAD_GLOBAL rd, <基址+偏移>
函数调用   <实参求值 → 参数寄存器>  CALL fn_id  MOVE rd, r0

NOT       <operand → t>  NOT rd, t
AND/OR    短路（必须跳转）：
          <lhs → rd>  JF(AND)/JT(OR) rd, L_end
          <rhs → t>   MOVE rd, t
          L_end:
比较      <l→t1> <r→t2>  CMP_xx rd, t1, t2
算术      <l→t1> <r→t2>  ADD/SUB/MUL/DIV rd, t1, t2
负号      <operand → t>  SUB rd, r0, t               （0 - t，r0 恒 0）

IF        <cond → t>  JF t, L_else
          <then body>  JMP L_end
          L_else: (ELSIF 逐级) <elsif cond → t> JF t, L_next ...
          L_end:
WHILE     L_loop: <cond → t>  JF t, L_end  <body>  JMP L_loop  L_end:

FB 调用（用户，内联展开）：
          <每个实参求值 → 临时>  STORE_GLOBAL <实例基址+字段偏移>, 临时
          <内联体：读输入字段、算输出、写输出字段>
内建      实参同左 → CAL_TON/CAL_TOF/CAL_CTU <实例偏移>

常量统一进常量表（BOOL / INT / TIME），const_id = 首次出现序
空条件寄存器约定：r0 恒 0（enc_jmp 用），SUB rd, r0, t 实现取负

用户 FB 调用内联（v1 定案）

FB 体共享会与「绝对字段地址」冲突（不同实例基址不同），v1 选择调用点内联展开：

调用点：实参写入该实例字段 → 内联该 FB 的函数体（字段地址按本实例基址算死）→ 字段读取自然可用
代价：字节码随调用点数膨胀；v1 规模可接受；以后可升级为「基址寄存器寻址」指令
FB 无递归、无动态实例，内联安全

映像拼装

函数表：收集序 fn_id → { nregs, code_offset(相对字节码段), code_len }
常量表：const_id → { tag, value }
数据段：全局 + 实例块（见上）
头：cycle_limit / dt_ms / 工程哈希（12.3）/ entry=MAIN fn_id / n_globals / n_i=n_q=n_m=0

用 isa 的 enc_* 编码指令、ImageView 校验回读
工程哈希用 12.3 的 compute_project_hash

错误

稳定前缀 codegen error：

codegen error: register overflow (>256) in function 'f'
codegen error: constant table overflow
codegen error: slot out of range

完成标准

line1 能写出映像（函数字节码 + 全局/FB 槽 + 工程哈希），ImageView 校验通过
跳转回填无悬空（disasm 抽查）
用例 1～9、13、15、17、18、20 编译出映像；负例（10/11/12/14/16/19）仍在前层被拒
全部构建 + ctest 无回归

执行计划（8 片，每片验证编译产物）

Codegen.h（新建）+ Codegen.cpp 骨架：帧/槽/常量表/指令缓冲/回填基础设施；MOVE LOADK RET → 用例 1、2 出映像
全局与 I/Q/M：LOAD_I / STORE_Q / LOAD_M / STORE_M / LOAD_GLOBAL / STORE_GLOBAL（用例 9）
NOT + 短路 AND / OR（用例 3，断言产物含跳转）
CMP_* + JMP / JT / JF → IF（用例 4）
WHILE（用例 5；cycle_limit 进映像头）
ADD/SUB/MUL/DIV + TIME 常量（用例 7、8）
CALL fn_id + 有界帧（用例 13）
FB 实例块 + 字段偏移；内联用户 FB；CAL_TON / CAL_TOF / CAL_CTU（用例 15、17、18、20 line1 全链路）

每片配 codegen_test 断言（nregs / 指令序列 disasm / 回填 / 常量表 / 数据区）；最终 ctest 9/9。

6.4 KiB Raw Blame History Unescape Escape