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C++
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C++
/**
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* @file MachineConfig.h
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* @brief 机器定义（machine.toml）加载与强校验
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* @author
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* @date 2026-08-21
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*
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* @details 见 Doc/isa/指令配置.md：
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* - 配置只给编译器（toml++ 运行时加载）；vm 不读配置（内建全指令集）
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* - 强校验 5 项：字段必填 / type.base 命中内建基元·range 合法·tag 契约 /
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* op opcode 唯一·类别-格式互锁 / fb.opcode 与 op 一致·字段类型命中 type 表
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* - 基元内置（bit/int8..uint64/float32/float64，元数据在代码）
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*/
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#pragma once
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#include <cstdint>
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#include <string>
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#include <vector>
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namespace compiler {
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/**
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* @brief 内建基元（编译器内建，C 语义）。
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* @details 元数据写在代码而非 machine.toml；配置类型的 base 必须命中本表。
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*/
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struct PrimType {
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const char* name; ///< 基元名（bit / int8..uint64 / float32 / float64）
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uint32_t width; ///< 宽度（字节）
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bool is_signed; ///< 是否带符号
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bool is_float; ///< 是否浮点
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};
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/**
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* @brief 配置类型 = 基元别名（+ 值域约束 + .stb 契约 tag）。
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* @details 对应 machine.toml [[type]] 行：base 必为内建基元名；range 可选且
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* min ≤ max；tag 与 .stb 常量表契约一致（0=BOOL、1=INT、2=TIME，唯一）。
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*/
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struct ConfigType {
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std::string name; ///< 配置类型名（大写，如 BOOL/INT/TIME）
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std::string base; ///< 基元名（命中内建基元表）
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bool has_range = false; ///< 是否有值域约束
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int64_t range_min = 0; ///< 值域下界（含）
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int64_t range_max = 0; ///< 值域上界（含）
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uint32_t tag = 0; ///< .stb 常量表契约 tag
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};
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/**
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* @brief 配置指令。
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* @details 对应 machine.toml [[op]] 行：opcode 唯一且 0..255；class 与 format
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* 互锁（INSTANCE ↔ CAL）；params 数量与 format 期望一致。
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*/
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struct ConfigOp {
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std::string name; ///< 助记符（与 .stb / isa 一致）
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uint32_t opcode = 0; ///< 操作码（0..255，表内唯一）
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bool is_instance = false; ///< class：instance / plain
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std::string format; ///< 操作数形态：RR/RRR/IMM/SLOT/JMP/JC/CALL/CAL/NONE
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std::vector<std::string> params; ///< 参数名（数量与 format 一致）
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bool enabled = false; ///< 是否启用
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};
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/**
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* @brief 内建 FB 的一个字段。
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*/
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struct ConfigFbField {
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std::string name; ///< 字段名（如 in/pt/q/et/cu/cv）
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std::string type; ///< 配置类型名（BOOL/INT/TIME）
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};
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/**
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* @brief 内建功能块（FB）布局登记。
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* @details 对应 machine.toml [[fb]] 行；opcode 必须命中 instance 类 op 行。
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*/
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struct ConfigFb {
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std::string name; ///< FB 名（小写，如 ton/ctu）
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uint32_t opcode = 0; ///< 对应 op 行 opcode（CAL_*）
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std::vector<ConfigFbField> fields; ///< 字段列表（名称唯一，类型命中 type 表）
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};
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/**
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* @brief 机器定义：加载 machine.toml 并做强校验。
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* @details 编译器指令集 / 类型的唯一事实来源；校验失败时 ok() 为 false，
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* err 前缀 "machine error"。vm 不读配置（内建全指令集）。
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*/
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class MachineConfig {
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public:
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/**
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* @brief 加载 + 强校验。
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* @param path machine.toml 路径
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* @param err 错误输出；可为 nullptr（静默）
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* @return true 成功；false（err 已写，前缀 "machine error"）
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* @details 强校验项：字段必填 / type.base 命中内建基元·range 合法·tag 契约 /
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* op opcode 唯一·类别-格式互锁 / fb.opcode 与 op 一致·字段类型命中
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* type 表（清单见文件头）。
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*/
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bool load(const std::string& path, std::string* err);
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/// @brief 加载是否成功（校验通过）。
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bool ok() const { return ok_; }
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/// @brief 型号名（meta.name，参与 .stb 型号标识）。
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const std::string& model_name() const { return model_name_; }
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/// @brief 指令集版本（meta.version，参与 .stb 型号标识）。
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uint32_t version() const { return version_; }
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/// @brief 配置类型表（[[type]]）。
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const std::vector<ConfigType>& types() const { return types_; }
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/// @brief 配置指令表（[[op]]）。
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const std::vector<ConfigOp>& ops() const { return ops_; }
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/// @brief 内建 FB 表（[[fb]]）。
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const std::vector<ConfigFb>& fbs() const { return fbs_; }
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/**
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* @brief 按配置类型名查类型行。
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* @param name 配置类型名
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* @return 命中指针；未找到返回 nullptr
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*/
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const ConfigType* find_type(const std::string& name) const;
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/**
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* @brief 按助记符查指令行。
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* @param name 助记符（如 "MOVE"）
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* @return 命中指针；未找到返回 nullptr
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*/
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const ConfigOp* find_op(const std::string& name) const;
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/**
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* @brief 按 opcode 查指令行。
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* @param opcode 操作码（0..255）
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* @return 命中指针；未找到返回 nullptr
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*/
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const ConfigOp* find_op_by_code(uint32_t opcode) const;
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/**
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* @brief 查询某 opcode 是否启用。
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* @param opcode 操作码
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* @return 指令存在且 enabled 为 true；未知 opcode 返回 false
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*/
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bool op_enabled(uint32_t opcode) const;
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/**
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* @brief 按名称查内建 FB。
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* @param name FB 名（小写，如 "ton"）
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* @return 命中指针；未找到返回 nullptr
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*/
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const ConfigFb* find_fb(const std::string& name) const;
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/// @brief 内建基元表（bit / int8..uint64 / float32 / float64）。
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static const std::vector<PrimType>& prims();
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/**
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* @brief 按名称查内建基元。
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* @param name 基元名
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* @return 命中指针；未找到返回 nullptr
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*/
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static const PrimType* find_prim(const std::string& name);
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private:
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bool ok_ = false; ///< 加载成功标志
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std::string model_name_; ///< 型号名（meta.name）
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uint32_t version_ = 0; ///< 指令集版本（meta.version）
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std::vector<ConfigType> types_; ///< 配置类型表
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std::vector<ConfigOp> ops_; ///< 配置指令表
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std::vector<ConfigFb> fbs_; ///< 内建 FB 表
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||
};
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||
}
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