3.8 KiB
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扫描周期
vm 模块：寄存器虚拟机（V2：变长指令 / 槽表两级 / 栈方案 C）。CMake 目标：vm（STATIC），只依赖 指令与映像.md。
运行时是 一台 VM、一个入口、一份映像。不链接 compiler。扫描周期与确定性见 初步计划.md 第 2、8 节。
扫描周期
1. 按 sidecar 的 io 绑定，采样 → I / 输入全局（executor 写值区槽）
2. 从 PROGRAM MAIN 的 pc=0 执行到 RET
3. 写回 Q / 输出全局（executor 读值区槽）
4. 用本周期 Δt（映像头 dt_ms）推进内置 FB（不用 wall clock）；RTC 用累计周期数
边界
- 只认
.stb映像（vm自带读实现）；读取时型号标识匹配（STATOR2）+ SHA-256 校验，不符/篡改 → 拒绝 - 类型与溢出按
指令与映像.md（整数饱和 / 除法 A / 浮点 IEEE）；指令定义归isa - 局部 /
VAR= 固定寄存器；nregs在函数头；栈区预分配（max_stack，编译期 DAG 最坏路径） CALL目标是立即数fn_id，有界调用栈（深度 64 双检查）- 无 GC、无堆、无线程；每周期受
cycle_limit限制 - I/O 从哪来、Δt 谁给、回放怎么喂，属于
BytecodeExecutor（读.stb+ sidecar）
可观察性接口（v1 预留）
TUI 是执行器（BytecodeExecutor）的界面，用途是方便观察 VM 运行状态。v1 不做 TUI，只预留接口，避免后续改 VM 的观察面。原则：
- 数据与展示分离：
vm只提供只读观察 API（数据）；TUI 渲染与文本输出属于executor（展示）。vm 不画任何界面。 - 只读轮询：TUI 通过快照轮询，绝不写 VM 状态；"继续 / 单步"是 executor 侧命令，不改变确定性。
- 快照 POD 化：快照保持简单数据（将来跨进程 TUI 可序列化）。
已落地的观察面（Machine 公共接口）：
bool step(); // 精确执行一条指令，停在指令边界
Fault fault() const; // 最近一次故障
bool ended() const; // 周期是否已结束
uint32_t pc() const; // 当前 pc（字节，相对本帧函数）
uint32_t fn_id() const; // 当前函数
uint32_t cycle_count() const; // 本周期已执行指令数
uint32_t call_depth() const; // 调用栈深度
uint8_t* data(); // 值区（I 采样 / Q 读回由外部做）
uint32_t slot_addr(uint32_t slot) const; // 槽 → 值区偏移（槽表两级）
int64_t reg(uint8_t i) const; // 当前帧寄存器
const uint8_t* cur_instr_bytes() const; // 当前指令首字节（单步反汇编用）
uint32_t cur_instr_len() const; // 当前指令长度（变长）
- 寄存器 ≤256、映像很小，快照拷贝成本可忽略。
- 单步、回放、dump 都建立在同一套观察 API 上。
V2 落地状态
| 项 | 状态 |
|---|---|
| 变长取指（4/8/16/32B，前缀分区）+ 字节 pc | ✅ Machine.cpp exec_one |
| 槽表两级（slot → addr → 值区变宽紧凑）+ LOAD_OFF/STORE_OFF | ✅ |
| 栈方案 C（预分配 max_stack、帧头 12B、r0..r7 复制、深度 64 双检查） | ✅ do_call/do_ret |
| 19 类型 func 驱动（整数饱和 / 无符号 / F32 / F64 IEEE） | ✅ exec_arith/exec_cmp |
| CAL 15 条（TON/TOF/TP/CTU/DCTU/CTD/DCTD/CTUD/DCTUD/R_TRIG/F_TRIG/SR/RS/PWM/RTC） | ✅ do_cal |
| 故障（None/CycleLimit/StackOverflow/BadOp/BadSlot/BadConst） | ✅ |
| 边沿缓冲 edge_prev_（每槽 2 字节，跨周期） | ✅ |
| 确定性：同一 I 序列跑两遍，数据区完全一致 | ✅ vm_test |
指令执行语义（帧/调用栈、指令表、定时器、故障、line1 推演）见 指令执行.md。