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Admin fda4f7a3ec 指令集清单：新增 §1 fmt 格式与字段位号（opcode/func/imm/rs1/rs2/rd 逐位标注）

- 1.1 通用头部位号表（长度前缀/opcode/func/fmt）
- 1.2 fmt 位号总表（11 形态 + 预留，操作数区 bit16 起）
- 1.3 各位图：RR/RRR/IMM/SLOT/JMP/JC/CALL/CAL/NONE/SLOT+off/IMM64
  逐位标注（含 pad 填充位）；32B 预留格式待定
- 16B 形态分配 fmt 9（SLOT+off）/10（IMM64）；指令编码.md 同步
- 原指令章节顺延为 2..12

2026-08-24 15:01:54 +08:00

19 KiB

Raw Blame History

指令集清单（V2 编码定案）

状态：已编码。全功能指令清单，全部指令已按 指令编码.md 的 RISC-V 式格式（前缀长度组 + op + func + fmt）分配编码。状态列：核心 = v1 实现；扩展 = v1 后实现；预留 = 仅留编码/未来。

编码规则摘要（详见指令编码.md）

字节 0 = 长度前缀 + 主操作码：1+op:7（4B）、01+op:6（8B）、001+op:5（16B）、0001+op:4（32B）
字节 1 = [func:4 | fmt:4]
func（语义随 op）：0..7 = 宽度×符号（1B无/1B有/2B无/2B有/4B无/4B有/8B无/8B有）、8=F32、9=F64、—=无类型（编码 0 保留）
fmt：0=RR、1=RRR、2=IMM、3=SLOT、4=JMP、5=JC、6=CALL、7=CAL、8=NONE
disasm 按 func 显示类型后缀（A7 定案）：func=3 → LOAD.I16 r5, s3
无类型指令（跳转/调用/RET/NOP/CAL）func 编码为 0（不使用）

1. fmt 格式与字段位号

1.1 通用头部（字节 0 + 字节 1，所有指令相同）

字段	位号	说明
长度前缀	4B: bit7 / 8B: bit7..6 / 16B: bit7..5 / 32B: bit7..4	`1` / `01` / `001` / `0001`
opcode	4B: bit6..0 / 8B: bit5..0 / 16B: bit4..0 / 32B: bit3..0	组内独立编号（0 起）
func	bit15..12	功能细节（宽度×符号/浮点），语义随 op
fmt	bit11..8	操作数形态（下表）

1.2 fmt 位号总表（操作数区 = bit16 起；pad = 对齐填充，编码固定 0）

fmt	形态	长度组	操作数区字段位号
0	RR	4B	rd=23..16、rs=31..24
1	RRR	8B	rd=23..16、rs1=31..24、rs2=39..32、pad=63..40
2	IMM	8B	rd=23..16、imm32=55..24、pad=63..56
3	SLOT	8B	rd=23..16、slot32=55..24、pad=63..56
4	JMP	8B	off32=47..16、pad=63..48
5	JC	8B	rd=23..16、off32=55..24、pad=63..56
6	CALL	8B	fn_id32=47..16、pad=63..48
7	CAL	8B	fb_id16=31..16、slot32=63..32
8	NONE	4B	pad=31..16
9	SLOT+off	16B	rd=23..16、slot32=55..24、off32=87..56、pad=127..88
10	IMM64	16B	rd=23..16、imm64=87..24、pad=127..88
11..15	预留	32B	操作数区 30B（bit 240..16），格式待定

1.3 各位图（bit 从左（高）到右（低）；小端字节序：字节 0 = bit0..7 在右端）

fmt=0 RR（4B = bit31..0）

bit31          24 bit23         16 bit15   12 bit11  8 bit7      0
┌────────────────┬────────────────┬───────────┬─────────┬───────────┐
│ rs:8 (31..24)  │ rd:8 (23..16)  │ func:4    │ fmt:4   │ 前缀1+op:7 │
└────────────────┴────────────────┴───────────┴─────────┴───────────┘

fmt=1 RRR（8B = bit63..0）

bit63          40 bit39    32 bit31    24 bit23    16 bit15  12 bit11 8 bit7     0
┌─────────────────┬──────────┬──────────┬──────────┬─────────┬───────┬──────────┐
│ pad:24 (63..40) │ rs2:8    │ rs1:8    │ rd:8     │ func:4  │ fmt:4 │ 前缀01+op6│
│                 │ (39..32) │ (31..24) │ (23..16) │ (15..12)│(11..8)│  (7..0)   │
└─────────────────┴──────────┴──────────┴──────────┴─────────┴───────┴──────────┘

fmt=2 IMM（8B = bit63..0）

bit63        56 bit55       24 bit23      16 bit15 12 bit11 8 bit7     0
┌───────────────┬──────────────┬──────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
│ pad:8 (63..56)│ imm32 (55..24)│ rd:8 (23..16)│ func:4  │ fmt:4 │ 前缀01+op6│
└───────────────┴──────────────┴──────────────┴─────────┴───────┴──────────┘

fmt=3 SLOT（8B = bit63..0）

bit63        56 bit55       24 bit23      16 bit15 12 bit11 8 bit7     0
┌───────────────┬──────────────┬──────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
│ pad:8 (63..56)│ slot32 (55..24)│ rd:8 (23..16)│ func:4 │ fmt:4 │前缀01+op6│
└───────────────┴──────────────┴──────────────┴─────────┴───────┴──────────┘

fmt=4 JMP（8B = bit63..0）

bit63       48 bit47      16 bit15 12 bit11 8 bit7     0
┌──────────────┬─────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
│ pad:16       │ off32 (47..16)│ func:4 │ fmt:4 │前缀01+op6│
│ (63..48)     │             │ (15..12)│(11..8)│  (7..0)  │
└──────────────┴─────────────┴─────────┴───────┴──────────┘

fmt=5 JC（8B = bit63..0）

bit63        56 bit55       24 bit23      16 bit15 12 bit11 8 bit7     0
┌───────────────┬──────────────┬──────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
│ pad:8 (63..56)│ off32 (55..24)│ rd:8 (23..16)│ func:4  │ fmt:4 │ 前缀01+op6│
└───────────────┴──────────────┴──────────────┴─────────┴───────┴──────────┘

fmt=6 CALL（8B = bit63..0）

bit63       48 bit47      16 bit15 12 bit11 8 bit7     0
┌──────────────┬─────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
│ pad:16       │ fn_id32     │ func:4  │ fmt:4 │前缀01+op6│
│ (63..48)     │ (47..16)    │ (15..12)│(11..8)│  (7..0)  │
└──────────────┴─────────────┴─────────┴───────┴──────────┘

fmt=7 CAL（8B = bit63..0）

bit63         32 bit31        16 bit15 12 bit11 8 bit7     0
┌────────────────┬──────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
│ slot32 (63..32)│ fb_id16      │ func:4  │ fmt:4 │ 前缀01+op6│
│                │ (31..16)     │ (15..12)│(11..8)│  (7..0)   │
└────────────────┴──────────────┴─────────┴───────┴──────────┘

fmt=8 NONE（4B = bit31..0）

bit31           16 bit15 12 bit11 8 bit7     0
┌──────────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
│ pad:16 (31..16)  │ func:4  │ fmt:4 │ 前缀1+op7 │
└──────────────────┴─────────┴───────┴──────────┘

fmt=9 SLOT+off（16B = bit127..0）

bit127         88 bit87        56 bit55       24 bit23      16 bit15 12 bit11 8 bit7      0
┌─────────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
│ pad:40          │ off32        │ slot32       │ rd:8         │ func:4  │ fmt:4 │ 前缀001+op5│
│ (127..88)       │ (87..56)     │ (55..24)     │ (23..16)     │ (15..12)│(11..8)│   (7..0)  │
└─────────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴─────────┴───────┴──────────┘

fmt=10 IMM64（16B = bit127..0）

bit127         88 bit87       24 bit23      16 bit15 12 bit11 8 bit7      0
┌─────────────────┬────────────┬──────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
│ pad:40          │ imm64      │ rd:8         │ func:4  │ fmt:4 │ 前缀001+op5│
│ (127..88)       │ (87..24)   │ (23..16)     │ (15..12)│(11..8)│   (7..0)  │
└─────────────────┴────────────┴──────────────┴─────────┴───────┴──────────┘

fmt=11..15 预留（32B）：操作数区 30B（bit 240..16），格式待实现时定稿。

2. 数据搬运

指令	组	字节0 编码	fmt	func	操作数	语义	状态
MOVE	4B	`10000000`	RR(0)	宽度：0=1B/1=2B/2=4B/3=8B	rd, rs	寄存器搬运（只搬宽度，不管符号/浮点）	核心
LOAD	8B	`01011010`	SLOT(3)	全矩阵 0..9	rd, slot	槽→寄存器（按 func 读宽+扩展）	核心
STORE	8B	`01011011`	SLOT(3)	全矩阵 0..9	slot, rs	寄存器→槽（按 func 写宽）	核心
LOADK	8B	`01011100`	IMM(2)	全矩阵 0..9	rd, const_id	常量表→寄存器（按 func 解释）	核心
LOAD_OFF	16B	`00100000`	SLOT+off	全矩阵 0..9	rd, slot, off	字段读（结构体/FB 共享体）	核心
STORE_OFF	16B	`00100001`	SLOT+off	全矩阵 0..9	slot, off, rs	字段写	核心
LOADK64	16B	`00100010`	IMM64	全矩阵 0..9	rd, imm64	64 位立即数内嵌（免查表）	预留

3. 逻辑与位运算

指令	组	字节0 编码	fmt	func	操作数	语义	状态
NOT	4B	`10000010`	RR(0)	无符号宽度 0/2/4/6	rd, rs	BOOL 逻辑非 / 位串按位取反	核心
AND	8B	`01000110`	RRR(1)	无符号宽度 0/2/4/6	rd, ra, rb	按宽度逐位与（BOOL 由编译器保证 0/1）	核心
OR	8B	`01000111`	RRR(1)	无符号宽度 0/2/4/6	rd, ra, rb	逐位或	核心
XOR	8B	`01001000`	RRR(1)	无符号宽度 0/2/4/6	rd, ra, rb	逐位异或	核心
NAND	8B	`01001001`	RRR(1)	无符号宽度 0/2/4/6	rd, ra, rb	逐位与非	扩展
NOR	8B	`01001010`	RRR(1)	无符号宽度 0/2/4/6	rd, ra, rb	逐位或非	扩展
XNOR	8B	`01001011`	RRR(1)	无符号宽度 0/2/4/6	rd, ra, rb	逐位同或	扩展
SHL	8B	`01001100`	RRR(1)	无符号宽度 0/2/4/6	rd, rs, n	左移（n 在 rb）	扩展
SHR	8B	`01001101`	RRR(1)	0..7（宽度×符号，算术/逻辑右移）	rd, rs, n	右移	扩展
ROL	8B	`01001110`	RRR(1)	无符号宽度 0/2/4/6	rd, rs, n	循环左移（位串）	扩展
ROR	8B	`01001111`	RRR(1)	无符号宽度 0/2/4/6	rd, rs, n	循环右移	扩展
GETBIT	8B	`01011000`	RRR(1)	—	rd, rs, bit	取位（bit 在 rb）	扩展
SETBIT	8B	`01011001`	RRR(1)	—	rd, rs, bit	置位	扩展
CLRBIT	8B	`01011010`	RRR(1)	—	rd, rs, bit	清位	扩展
TOGBIT	8B	`01011011`	RRR(1)	—	rd, rs, bit	翻转位	扩展

注：SETBIT/CLRBIT/TOGBIT 的"目标可槽"形式（slot, bit）后续可在 16B 组扩展（op 预留）。

4. 算术

指令	组	字节0 编码	fmt	func	操作数	语义	状态
ADD	8B	`01000000`	RRR(1)	全矩阵 0..9	rd, ra, rb	整数饱和 / 浮点 IEEE / 无符号	核心
SUB	8B	`01000001`	RRR(1)	全矩阵 0..9	rd, ra, rb	减	核心
MUL	8B	`01000010`	RRR(1)	全矩阵 0..9	rd, ra, rb	乘	核心
DIV	8B	`01000011`	RRR(1)	全矩阵 0..9	rd, ra, rb	除（整数零除/浮点 ±inf）	核心
MOD	8B	`01000100`	RRR(1)	0..7（整数）	rd, ra, rb	取模	扩展
EXPT	8B	`01000101`	RRR(1)	0..9	rd, ra, rb	幂	扩展
NEG	4B	`10000100`	RR(0)	0..9	rd, rs	取负	扩展
ABS	4B	`10000101`	RR(0)	0..9	rd, rs	绝对值	扩展
INC	4B	`10000110`	RR(0)	0..9	rd, rs	自增	扩展
DEC	4B	`10000111`	RR(0)	0..9	rd, rs	自减	扩展
SQRT	4B	`10001000`	RR(0)	浮点 8/9	rd, rs	平方根	扩展
SIN	4B	`10001001`	RR(0)	浮点 8/9	rd, rs	正弦	扩展
COS	4B	`10001010`	RR(0)	浮点 8/9	rd, rs	余弦	扩展
TAN	4B	`10001011`	RR(0)	浮点 8/9	rd, rs	正切	扩展
ASIN	4B	`10001100`	RR(0)	浮点 8/9	rd, rs	反正弦	扩展
ACOS	4B	`10001101`	RR(0)	浮点 8/9	rd, rs	反余弦	扩展
ATAN	4B	`10001110`	RR(0)	浮点 8/9	rd, rs	反正切	扩展
LN	4B	`10001111`	RR(0)	浮点 8/9	rd, rs	自然对数	扩展
LOG	4B	`10010000`	RR(0)	浮点 8/9	rd, rs	常用对数	扩展
EXP	4B	`10010001`	RR(0)	浮点 8/9	rd, rs	指数	扩展
ROUND	4B	`10010010`	RR(0)	浮点 8/9	rd, rs	四舍五入（浮点→整数）	扩展
TRUNC	4B	`10010011`	RR(0)	浮点 8/9	rd, rs	截断	扩展
FLOOR	4B	`10010100`	RR(0)	浮点 8/9	rd, rs	向下取整	扩展
CEIL	4B	`10010101`	RR(0)	浮点 8/9	rd, rs	向上取整	扩展

5. 比较

指令	组	字节0 编码	fmt	func	操作数	语义	状态
CMP_EQ	8B	`01010000`	RRR(1)	全矩阵 0..9	rd, ra, rb	相等	核心
CMP_NE	8B	`01010001`	RRR(1)	全矩阵 0..9	rd, ra, rb	不等	核心
CMP_LT	8B	`01010010`	RRR(1)	全矩阵 0..9	rd, ra, rb	小于（无符号/浮点按 func）	核心
CMP_LE	8B	`01010011`	RRR(1)	全矩阵 0..9	rd, ra, rb	小于等于	核心
CMP_GT	8B	`01010100`	RRR(1)	全矩阵 0..9	rd, ra, rb	大于	核心
CMP_GE	8B	`01010101`	RRR(1)	全矩阵 0..9	rd, ra, rb	大于等于	核心

6. 转换

指令	组	字节0 编码	fmt	func	操作数	语义	状态
CONV	4B	`10010110`	RR(0)	目标类型 0..9	rd, rs	类型转换（src 值已在寄存器，按目标 func 截断/扩展/舍入；舍入模式随目标为浮点→整数时取 TRUNC 语义）	扩展

7. 控制流

指令	组	字节0 编码	fmt	func	操作数	语义	状态
JMP	8B	`01011111`	JMP(4)	—	off32	无条件跳转（相对下一条，字节）	核心
JT	8B	`01100000`	JC(5)	—	rd, off	rd≠0 跳转	核心
JF	8B	`01100001`	JC(5)	—	rd, off	rd==0 跳转	核心
CALL	8B	`01011101`	CALL(6)	—	fn_id	压帧调用（r0..r7 复制）	核心
RET	4B	`10000011`	NONE(8)	—	—	弹帧 / MAIN 周期结束	核心
CAL	8B	`01011110`	CAL(7)	—	fb_id, slot	内建 FB 调用（fb_id 查 fb 表）	核心
JTBL	32B	`00010000`	预留	—	rd, slot, n	CASE 跳转表	预留

8. 内建 FB（CAL + fb_id，fb 表）

fb_id	FB	字段（类型化）	状态
0	TON	in/pt/q/et = BOOL/TIME/BOOL/TIME	核心
1	TOF	同上	核心
2	TP	同上	核心
3	CTU	cu/r/pv(INT)/q/cv(INT) 单字	核心
4	DCTU	cu/r/pv(DINT)/q/cv(DINT) 双字	核心
5	CTD	cd/ld/pv(INT)/q/cv(INT)	核心
6	DCTD	cd/ld/pv(DINT)/q/cv(DINT)	核心
7	CTUD	cu/cd/r/lu/pv(INT)/qu/qd/cv(INT)	核心
8	DCTUD	cu/cd/r/lu/pv(DINT)/qu/qd/cv(DINT)	核心
9	R_TRIG	clk/q = BOOL/BOOL	核心
10	F_TRIG	clk/q = BOOL/BOOL	核心
11	SR / RS	s1/r/s/q…	扩展
12	PWM	in/pt/q…	扩展
13	RTC	日期时钟字段	扩展

9. 字符串（未来，元数据段 + 16/32B）

指令	组	字节0 编码	fmt	语义	状态
STR_LEN	16B	`00100011`	SLOT+off	字符串长度	预留
STR_CMP	16B	`00100100`	SLOT+off	比较	预留
STR_EQ	16B	`00100101`	SLOT+off	相等	预留
STR_MID	16B	`00100110`	SLOT+off	取子串	预留
STR_LEFT	16B	`00100111`	SLOT+off	左侧子串	预留
STR_RIGHT	16B	`00101000`	SLOT+off	右侧子串	预留
STR_CONCAT	32B	`00010011`	预留	拼接	预留
STR_FIND	32B	`00010001`	预留	查找	预留
STR_REPLACE	32B	`00010010`	预留	替换	预留

10. 数组（未来）

指令	组	字节0 编码	fmt	语义	状态
ARR_LEN	16B	`00101001`	SLOT+off	数组长度	预留
ARR_LOAD	32B	`00010100`	预留	索引读（基槽+index）	预留
ARR_STORE	32B	`00010101`	预留	索引写	预留

11. 系统

指令	组	字节0 编码	fmt	func	操作数	语义	状态
NOP	4B	`10000001`	NONE(8)	—	—	空操作（占位/对齐）	核心

12. op 预算核对（前缀编码按组分治）

组	op 空间	已分配	指令	余量
4B（op:7）	128	23	MOVE/NOP/NOT/RET/NEG/ABS/INC/DEC + 浮点单目 10 + 舍入 4 + CONV	105
8B（op:6）	64	34	算术 6 + 逻辑 6 + 移位 4 + 位操作 4 + CMP 6 + LOAD/STORE/LOADK/CALL/CAL/JMP/JT/JF 8	30
16B（op:5）	32	10	LOAD_OFF/STORE_OFF/LOADK64 + 字符串 6 + ARR_LEN	22
32B（op:4）	16	6	JTBL + STR_CONCAT/FIND/REPLACE + ARR_LOAD/STORE	10

编码约定：op 按组独立编号；无类型指令 func=0；SETBIT 系列的目标可槽形式与字符串/数组的具体操作数形态在实现时定稿（fmt 列「预留」）。

19 KiB Raw Blame History Unescape Escape