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fda4f7a3ec
- 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
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# 指令集清单（V2 编码定案）
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> 状态：**已编码**。全功能指令清单，全部指令已按 [`指令编码.md`](指令编码.md) 的
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> RISC-V 式格式（前缀长度组 + op + func + fmt）分配编码。
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> 状态列：`核心` = v1 实现；`扩展` = v1 后实现；`预留` = 仅留编码/未来。
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## 编码规则摘要（详见指令编码.md）
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- **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）
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- **字节 1** = `[func:4 | fmt:4]`
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- **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）
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- **fmt**：0=RR、1=RRR、2=IMM、3=SLOT、4=JMP、5=JC、6=CALL、7=CAL、8=NONE
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- disasm 按 func 显示类型后缀（A7 定案）：func=3 → `LOAD.I16 r5, s3`
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- 无类型指令（跳转/调用/RET/NOP/CAL）func 编码为 0（不使用）
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## 1. fmt 格式与字段位号
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### 1.1 通用头部（字节 0 + 字节 1，所有指令相同）
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| 字段 | 位号 | 说明 |
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|---|---|---|
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| 长度前缀 | 4B: bit7 / 8B: bit7..6 / 16B: bit7..5 / 32B: bit7..4 | `1` / `01` / `001` / `0001` |
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| opcode | 4B: bit6..0 / 8B: bit5..0 / 16B: bit4..0 / 32B: bit3..0 | 组内独立编号（0 起） |
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| func | bit15..12 | 功能细节（宽度×符号/浮点），语义随 op |
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| fmt | bit11..8 | 操作数形态（下表） |
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### 1.2 fmt 位号总表（操作数区 = bit16 起；pad = 对齐填充，编码固定 0）
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| fmt | 形态 | 长度组 | 操作数区字段位号 |
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|---|---|---|---|
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| 0 | RR | 4B | rd=23..16、rs=31..24 |
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| 1 | RRR | 8B | rd=23..16、rs1=31..24、rs2=39..32、pad=63..40 |
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| 2 | IMM | 8B | rd=23..16、imm32=55..24、pad=63..56 |
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| 3 | SLOT | 8B | rd=23..16、slot32=55..24、pad=63..56 |
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| 4 | JMP | 8B | off32=47..16、pad=63..48 |
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| 5 | JC | 8B | rd=23..16、off32=55..24、pad=63..56 |
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| 6 | CALL | 8B | fn_id32=47..16、pad=63..48 |
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| 7 | CAL | 8B | fb_id16=31..16、slot32=63..32 |
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| 8 | NONE | 4B | pad=31..16 |
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| 9 | SLOT+off | 16B | rd=23..16、slot32=55..24、off32=87..56、pad=127..88 |
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| 10 | IMM64 | 16B | rd=23..16、imm64=87..24、pad=127..88 |
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| 11..15 | 预留 | 32B | 操作数区 30B（bit 240..16），格式待定 |
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### 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）
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**fmt=0 RR（4B = bit31..0）**
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```text
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bit31 24 bit23 16 bit15 12 bit11 8 bit7 0
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┌────────────────┬────────────────┬───────────┬─────────┬───────────┐
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│ rs:8 (31..24) │ rd:8 (23..16) │ func:4 │ fmt:4 │ 前缀1+op:7 │
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└────────────────┴────────────────┴───────────┴─────────┴───────────┘
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```
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**fmt=1 RRR（8B = bit63..0）**
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```text
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bit63 40 bit39 32 bit31 24 bit23 16 bit15 12 bit11 8 bit7 0
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┌─────────────────┬──────────┬──────────┬──────────┬─────────┬───────┬──────────┐
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│ pad:24 (63..40) │ rs2:8 │ rs1:8 │ rd:8 │ func:4 │ fmt:4 │ 前缀01+op6│
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│ │ (39..32) │ (31..24) │ (23..16) │ (15..12)│(11..8)│ (7..0) │
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└─────────────────┴──────────┴──────────┴──────────┴─────────┴───────┴──────────┘
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```
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**fmt=2 IMM（8B = bit63..0）**
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```text
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bit63 56 bit55 24 bit23 16 bit15 12 bit11 8 bit7 0
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┌───────────────┬──────────────┬──────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
|
||
│ pad:8 (63..56)│ imm32 (55..24)│ rd:8 (23..16)│ func:4 │ fmt:4 │ 前缀01+op6│
|
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└───────────────┴──────────────┴──────────────┴─────────┴───────┴──────────┘
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```
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**fmt=3 SLOT（8B = bit63..0）**
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```text
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bit63 56 bit55 24 bit23 16 bit15 12 bit11 8 bit7 0
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┌───────────────┬──────────────┬──────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
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│ pad:8 (63..56)│ slot32 (55..24)│ rd:8 (23..16)│ func:4 │ fmt:4 │前缀01+op6│
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└───────────────┴──────────────┴──────────────┴─────────┴───────┴──────────┘
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```
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**fmt=4 JMP（8B = bit63..0）**
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```text
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bit63 48 bit47 16 bit15 12 bit11 8 bit7 0
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┌──────────────┬─────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
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│ pad:16 │ off32 (47..16)│ func:4 │ fmt:4 │前缀01+op6│
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│ (63..48) │ │ (15..12)│(11..8)│ (7..0) │
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└──────────────┴─────────────┴─────────┴───────┴──────────┘
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```
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**fmt=5 JC（8B = bit63..0）**
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```text
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bit63 56 bit55 24 bit23 16 bit15 12 bit11 8 bit7 0
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┌───────────────┬──────────────┬──────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
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│ pad:8 (63..56)│ off32 (55..24)│ rd:8 (23..16)│ func:4 │ fmt:4 │ 前缀01+op6│
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└───────────────┴──────────────┴──────────────┴─────────┴───────┴──────────┘
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```
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**fmt=6 CALL（8B = bit63..0）**
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```text
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bit63 48 bit47 16 bit15 12 bit11 8 bit7 0
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┌──────────────┬─────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
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│ pad:16 │ fn_id32 │ func:4 │ fmt:4 │前缀01+op6│
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│ (63..48) │ (47..16) │ (15..12)│(11..8)│ (7..0) │
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└──────────────┴─────────────┴─────────┴───────┴──────────┘
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```
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**fmt=7 CAL（8B = bit63..0）**
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```text
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bit63 32 bit31 16 bit15 12 bit11 8 bit7 0
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┌────────────────┬──────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
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│ slot32 (63..32)│ fb_id16 │ func:4 │ fmt:4 │ 前缀01+op6│
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│ │ (31..16) │ (15..12)│(11..8)│ (7..0) │
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└────────────────┴──────────────┴─────────┴───────┴──────────┘
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```
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**fmt=8 NONE（4B = bit31..0）**
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```text
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bit31 16 bit15 12 bit11 8 bit7 0
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┌──────────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
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│ pad:16 (31..16) │ func:4 │ fmt:4 │ 前缀1+op7 │
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└──────────────────┴─────────┴───────┴──────────┘
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```
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**fmt=9 SLOT+off（16B = bit127..0）**
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```text
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bit127 88 bit87 56 bit55 24 bit23 16 bit15 12 bit11 8 bit7 0
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┌─────────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
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│ pad:40 │ off32 │ slot32 │ rd:8 │ func:4 │ fmt:4 │ 前缀001+op5│
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│ (127..88) │ (87..56) │ (55..24) │ (23..16) │ (15..12)│(11..8)│ (7..0) │
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└─────────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴─────────┴───────┴──────────┘
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```
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**fmt=10 IMM64（16B = bit127..0）**
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```text
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bit127 88 bit87 24 bit23 16 bit15 12 bit11 8 bit7 0
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┌─────────────────┬────────────┬──────────────┬─────────┬───────┬──────────┐
|
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│ pad:40 │ imm64 │ rd:8 │ func:4 │ fmt:4 │ 前缀001+op5│
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│ (127..88) │ (87..24) │ (23..16) │ (15..12)│(11..8)│ (7..0) │
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└─────────────────┴────────────┴──────────────┴─────────┴───────┴──────────┘
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```
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**fmt=11..15 预留（32B）**：操作数区 30B（bit 240..16），格式待实现时定稿。
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## 2. 数据搬运
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| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | func | 操作数 | 语义 | 状态 |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
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| 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 |
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| LOAD | 8B | `01011010` | SLOT(3) | 全矩阵 0..9 | rd, slot | 槽→寄存器（按 func 读宽+扩展） | 核心 |
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| STORE | 8B | `01011011` | SLOT(3) | 全矩阵 0..9 | slot, rs | 寄存器→槽（按 func 写宽） | 核心 |
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| 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 |
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| 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 |
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| STORE_OFF | 16B | `00100001` | SLOT+off | 全矩阵 0..9 | slot, off, rs | 字段写 | 核心 |
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| LOADK64 | 16B | `00100010` | IMM64 | 全矩阵 0..9 | rd, imm64 | 64 位立即数内嵌（免查表） | 预留 |
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## 3. 逻辑与位运算
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| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | func | 操作数 | 语义 | 状态 |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
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| 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 |
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| 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 |
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| OR | 8B | `01000111` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, ra, rb | 逐位或 | 核心 |
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| XOR | 8B | `01001000` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, ra, rb | 逐位异或 | 核心 |
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| NAND | 8B | `01001001` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, ra, rb | 逐位与非 | 扩展 |
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| NOR | 8B | `01001010` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, ra, rb | 逐位或非 | 扩展 |
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| XNOR | 8B | `01001011` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, ra, rb | 逐位同或 | 扩展 |
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| SHL | 8B | `01001100` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, rs, n | 左移（n 在 rb） | 扩展 |
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| SHR | 8B | `01001101` | RRR(1) | 0..7（宽度×符号，算术/逻辑右移） | rd, rs, n | 右移 | 扩展 |
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| 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 |
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| ROR | 8B | `01001111` | RRR(1) | 无符号宽度 0/2/4/6 | rd, rs, n | 循环右移 | 扩展 |
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| GETBIT | 8B | `01011000` | RRR(1) | — | rd, rs, bit | 取位（bit 在 rb） | 扩展 |
|
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| SETBIT | 8B | `01011001` | RRR(1) | — | rd, rs, bit | 置位 | 扩展 |
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| CLRBIT | 8B | `01011010` | RRR(1) | — | rd, rs, bit | 清位 | 扩展 |
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| TOGBIT | 8B | `01011011` | RRR(1) | — | rd, rs, bit | 翻转位 | 扩展 |
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> 注：SETBIT/CLRBIT/TOGBIT 的"目标可槽"形式（`slot, bit`）后续可在 16B 组扩展（op 预留）。
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## 4. 算术
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| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | func | 操作数 | 语义 | 状态 |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
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| 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 |
|
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| SUB | 8B | `01000001` | RRR(1) | 全矩阵 0..9 | rd, ra, rb | 减 | 核心 |
|
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| MUL | 8B | `01000010` | RRR(1) | 全矩阵 0..9 | rd, ra, rb | 乘 | 核心 |
|
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| DIV | 8B | `01000011` | RRR(1) | 全矩阵 0..9 | rd, ra, rb | 除（整数零除/浮点 ±inf） | 核心 |
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| 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 |
|
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| DEC | 4B | `10000111` | RR(0) | 0..9 | rd, rs | 自减 | 扩展 |
|
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| 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 |
|
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| 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 |
|
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| ROUND | 4B | `10010010` | RR(0) | 浮点 8/9 | rd, rs | 四舍五入（浮点→整数） | 扩展 |
|
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| 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 |
|
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## 5. 比较
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| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | func | 操作数 | 语义 | 状态 |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
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| CMP_EQ | 8B | `01010000` | RRR(1) | 全矩阵 0..9 | rd, ra, rb | 相等 | 核心 |
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| 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 |
|
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## 6. 转换
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| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | func | 操作数 | 语义 | 状态 |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
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| 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 |
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## 7. 控制流
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| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | func | 操作数 | 语义 | 状态 |
|
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
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| 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）
|
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| fb_id | FB | 字段（类型化） | 状态 |
|
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|---|---|---|---|
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| 0 | TON | in/pt/q/et = BOOL/TIME/BOOL/TIME | 核心 |
|
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| 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 |
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| 8 | DCTUD | cu/cd/r/lu/pv(DINT)/qu/qd/cv(DINT) | 核心 |
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| 9 | R_TRIG | clk/q = BOOL/BOOL | 核心 |
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| 10 | F_TRIG | clk/q = BOOL/BOOL | 核心 |
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| 11 | SR / RS | s1/r/s/q… | 扩展 |
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| 12 | PWM | in/pt/q… | 扩展 |
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| 13 | RTC | 日期时钟字段 | 扩展 |
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## 9. 字符串（未来，元数据段 + 16/32B）
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| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | 语义 | 状态 |
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|---|---|---|---|---|---|
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| STR_LEN | 16B | `00100011` | SLOT+off | 字符串长度 | 预留 |
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| STR_CMP | 16B | `00100100` | SLOT+off | 比较 | 预留 |
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| STR_EQ | 16B | `00100101` | SLOT+off | 相等 | 预留 |
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| STR_MID | 16B | `00100110` | SLOT+off | 取子串 | 预留 |
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| STR_LEFT | 16B | `00100111` | SLOT+off | 左侧子串 | 预留 |
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| STR_RIGHT | 16B | `00101000` | SLOT+off | 右侧子串 | 预留 |
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| STR_CONCAT | 32B | `00010011` | 预留 | 拼接 | 预留 |
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| STR_FIND | 32B | `00010001` | 预留 | 查找 | 预留 |
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| STR_REPLACE | 32B | `00010010` | 预留 | 替换 | 预留 |
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## 10. 数组（未来）
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| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | 语义 | 状态 |
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|---|---|---|---|---|---|
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| ARR_LEN | 16B | `00101001` | SLOT+off | 数组长度 | 预留 |
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| ARR_LOAD | 32B | `00010100` | 预留 | 索引读（基槽+index） | 预留 |
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| ARR_STORE | 32B | `00010101` | 预留 | 索引写 | 预留 |
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## 11. 系统
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| 指令 | 组 | 字节0 编码 | fmt | func | 操作数 | 语义 | 状态 |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
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| NOP | 4B | `10000001` | NONE(8) | — | — | 空操作（占位/对齐） | 核心 |
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## 12. op 预算核对（前缀编码按组分治）
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| 组 | op 空间 | 已分配 | 指令 | 余量 |
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|---|---|---|---|---|
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| 4B（op:7） | 128 | 23 | MOVE/NOP/NOT/RET/NEG/ABS/INC/DEC + 浮点单目 10 + 舍入 4 + CONV | 105 |
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| 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 |
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| 16B（op:5） | 32 | 10 | LOAD_OFF/STORE_OFF/LOADK64 + 字符串 6 + ARR_LEN | 22 |
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| 32B（op:4） | 16 | 6 | JTBL + STR_CONCAT/FIND/REPLACE + ARR_LOAD/STORE | 10 |
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> 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
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> 字符串/数组的具体操作数形态在实现时定稿（fmt 列「预留」）。
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