Interpreter/Doc/isa/指令配置.md

机器定义文件（machine.toml V2）

指令集与类型的唯一事实来源，只给编译器（STCompiler/compiler）使用。执行器（vm）不读本文件——它是下位机程序，内建全部指令。 V2 规格（STATOR2，阶段 1 定稿；N5 闭合）。schema 变更：opcode → 前缀分区 + op；class/format → fmt；CAL_* 8 op → 1 CAL + fb 表 14 条。

架构

machine.toml（只给编译器：meta + type 表 + op 表 + fb 表）
   │ 运行时加载（toml++）+ 强校验（前缀/op/func/fmt 互锁）
   ▼
STCompiler → compiler（编码 opcode / 类型元数据 / FB 布局 全部来自配置）
   │ 写 .stb（compiler 自带写实现：型号标识[32] + SHA-256 文件尾）
   ▼
.stb ──→ BytecodeExecutor → vm（执行 switch 在 vm；读 .stb 自实现）
                                  │         + 型号匹配校验（STATOR2）+ SHA-256 校验
                                  ▼
                              isa（归执行器侧，只管指令定义）

模块	职责
compiler	配置驱动编译；自带 .stb 写实现；--disasm 用配置参数名/形态自格式化
vm	内建全指令集（执行 switch 在 vm）；自带 .stb 读实现 + 型号/SHA-256 校验；不读配置
isa	归执行器侧（vm 依赖），只管指令定义：前缀分区/Op/Instr/Encode/形态/类型/饱和/disasm
machine.toml	编译器唯一知识来源（V2 schema，本文）

决策清单（V2 定案）

1. 指令编码：变长 4/8/16/32B；前缀分区表达长度与形态（11/10/011/010 xxx/0010/0011/0001）
2. op 表：prefix + op（分区内编号）替代 V1 的单一 opcode；fmt 与前缀互锁；func 类别表达数据语义
3. 类型：19 种 IEC 类型（编译器内建基元别名 + kind 语义 + func 显式映射）
4. FB：14 条内建（fb_id 0..14），[[fb]] 表承载字段类型；CAL 指令 + fb_id16（V1 的 CAL_* 8 op 作废）
5. 新增指令/类型/FB：只改配置 + 对应实现，指令格式零变化（N2/N3 预留位已留）

配置文件格式（TOML V2）

全属性必填，不可省略：

[meta]
name = "STATOR"          # 型号名（参与 .stb 型号标识）
version = 2              # 格式版本（型号标识 = "STATOR2"；V1 = 1）

# ---- 类型：19 种 IEC 类型（V2）
#     base = 编译器内建基元（bit/int8/int16/int32/int64/uint8/uint16/uint32/uint64/float32/float64）
#     kind = 语言语义（bool/bit/int/uint/float/time/date）——同 func 不同 kind 区分（BOOL/BYTE/USINT）
#     func = type 位段值（0..9），与 base 宽度/符号互锁强校验
[[type]]
name = "BOOL"
base = "uint8"
kind = "bool"
func = 0

[[type]]
name = "BYTE"
base = "uint8"
kind = "bit"
func = 0

[[type]]
name = "USINT"
base = "uint8"
kind = "uint"
func = 0

# ...（其余 16 条见 §类型系统，格式同）

# ---- 指令（V2：prefix + op + fmt + func 类别）
#     prefix：形态前缀（11/10/011/010000..010101/0010/0011/0001）
#     op：分区内编号（0 起）
#     fmt：操作数形态（RR/NONE/RRR/IMM/SLOT/JMP/JC/CALL/CAL/SLOT+off/IMM64/预留）
#     func：数据语义类别（none=无类型 / width=宽度 0..3 / full=全矩阵 0..9 /
#            float=浮点 8/9 / dst=目标类型 0..9）
#     params：参数名（与 fmt 互锁，见强校验）
[[op]]
name = "MOVE"
prefix = "11"
op = 0
fmt = "RR"
func = "width"
params = ["rd", "rs"]
enabled = true

[[op]]
name = "LOAD"
prefix = "010001"
op = 0
fmt = "SLOT"
func = "full"
params = ["rd", "slot"]
enabled = true

[[op]]
name = "CAL"
prefix = "010101"
op = 0
fmt = "CAL"
func = "none"
params = ["fb_id", "slot"]
enabled = true

[[op]]
name = "RET"
prefix = "10"
op = 1
fmt = "NONE"
func = "none"
params = []
enabled = true

# ---- 内建 FB（14 条；fb_id 唯一 0..14；字段类型命中 type 表；布局偏移编译期按 1/2/4/8 对齐计算）
[[fb]]
name = "TON"
fb_id = 0
fields = [["in", "BOOL"], ["pt", "TIME"], ["q", "BOOL"], ["et", "TIME"]]

[[fb]]
name = "CTU"
fb_id = 3
fields = [["cu", "BOOL"], ["r", "BOOL"], ["pv", "INT"], ["q", "BOOL"], ["cv", "INT"]]

[[fb]]
name = "DCTU"
fb_id = 4
fields = [["cu", "BOOL"], ["r", "BOOL"], ["pv", "DINT"], ["q", "BOOL"], ["cv", "DINT"]]

[[fb]]
name = "RTC"
fb_id = 14
fields = [["enable", "BOOL"], ["date", "DATE"], ["tod", "TOD"]]

类型系统（19 条，func 互锁）

类型	base 基元	kind	func	宽度/符号
BOOL	uint8	bool	0	1B —
BYTE	uint8	bit	0	1B 无
WORD	uint16	bit	2	2B 无
DWORD	uint32	bit	4	4B 无
LWORD	uint64	bit	6	8B 无
SINT	int8	int	1	1B 有
INT	int16	int	3	2B 有
DINT	int32	int	5	4B 有
LINT	int64	int	7	8B 有
USINT	uint8	uint	0	1B 无
UINT	uint16	uint	2	2B 无
UDINT	uint32	uint	4	4B 无
ULINT	uint64	uint	6	8B 无
TIME	int64	time	7	8B 有(ms)
REAL	float32	float	8	4B IEEE754
LREAL	float64	float	9	8B IEEE754
DATE	uint32	date	4	4B 无(天)
TOD	uint32	date	4	4B 无(当日 ms)
DT	uint64	date	6	8B 无

• func 互锁规则：(width, signed) 组合必须与 func 匹配（1B无=0、1B有=1、2B无=2、2B有=3、4B无=4、4B有=5、8B无=6、8B有=7、F32=8、F64=9）
• kind 语义：bool（编译器强制 0/1）、bit（位串，逻辑/移位运算）、uint（无符号整数算术）、int（有符号整数算术）、float（浮点）、time（TIME 毫秒）、date（DATE/TOD/DT，v1 不运算）
• 语言层 19 类型名全量进关键字；禁隐式变量转换；字面量按上下文适配；进制前缀 2#/8#/16#

强校验清单（加载时，任一不符 → 报错退出）

1. meta：name 非空、version = 2
2. type：19 条必填全集（BOOL..DT）；base 命中内建基元；kind 合法；func ∈ 0..9 且与 base 的 (width, signed) 互锁
3. op：prefix 合法（11/10/011/010000..010101/0010/0011/0001）；prefix 与 fmt 互锁（11↔RR、10↔NONE、011↔RRR、010000↔IMM、010001↔SLOT、010010↔JMP、010011↔JC、010100↔CALL、010101↔CAL、0010↔SLOT+off、0011↔IMM64）；op 分区内唯一；func 类别合法（none/width/full/float/dst）；params 数量与 fmt 互锁（RR=2、NONE=0、RRR=3、IMM=2、SLOT=2、JMP=1、JC=2、CALL=1、CAL=2、SLOT+off=3、IMM64=2）；enabled 布尔
4. fb：14 条必填全集（fb_id 0..14）；fb_id 唯一；字段名唯一；字段类型命中 [[type]] 表
5. op-fb 互锁：CAL（010101）的 fb_id 由 [[fb]] 表提供——CAL 指令存在当且仅当 fb 表非空

加东西的流程

加什么	改配置	改代码
新指令（RR/RRR 等已有形态）	op 表加一行（分区内空闲 op）	编译器发射 + vm 执行 switch
新形态（fmt 11..15）	—	指令编码 + 两端实现（预留位）
新类型（标量）	type 表加行 + func 空位	编译器类型层 + vm func 表
新内建 FB	fb 表加行	vm do_cal 分派 + 编译器实例布局
字符串/数组/跳转表	—	32B 组（0001）实现（N2/N4，延后）

与 V1 schema 的差异

项	V1	V2
meta.version	1	2
op 标识	opcode（0..33 全局）	prefix + op（分区内）
分类	class（plain/instance）+ format	fmt（与 prefix 互锁）
数据语义	tag（0/1/2）	func 类别（none/width/full/float/dst）
类型	3 条（BOOL/INT/TIME）	19 条（base/kind/func）
FB	8 条（opcode 对应 CAL_*）	14 条（fb_id 0..14）