ForgeIEC wird durch eine umfassende automatisierte Test-Suite abgesichert.
Die CI führt 62 Testprogramme aus (CTest-Einträge, gezählt am
22.10.2026 in tests/CMakeLists.txt); sie decken den Structured-Text-
Sprachvorrat, die Standard-Funktionsbausteine und das
Multi-Task-Threading-System ab. Die drei wichtigsten Suiten:
Test-Suiten im Überblick
| Suite | Tests | Prüft |
|---|
| FStCompilerTest | 120 | ST-Sprachvorrat |
| FStLibraryTest | 7 | Standard-Bausteine (FBs + FCs) |
| FCodeGeneratorThreadingTest | 8 | Multi-Task-Scheduling + Lock-free Sync |
1. ST-Sprachvorrat (FStCompilerTest)
Die Tests prüfen jeden unterstützten IEC 61131-3 Structured Text
Sprachkonstrukt. Jeder Test kompiliert ein ST-Fragment durch den
FStCompiler und verifiziert den generierten C++-Code.
1.1 Zuweisungen
| Test | ST-Code | Prüft |
|---|
assignSimple | a := 42; | Einfache Zuweisung |
assignExpression | a := b + 1; | Ausdruck-Zuweisung |
assignExternal | ExtVar := 10; | VAR_EXTERNAL Zugriff |
assignGvlQualified | GVL.ExtVar := 5; | Qualifizierter GVL-Pfad |
1.2 Arithmetische Operatoren
| Test | ST-Code | C-Operator |
|---|
arithmeticAdd | a := b + 1; | + |
arithmeticSub | a := b - 1; | - |
arithmeticMul | a := b * 2; | * |
arithmeticDiv | a := b / 2; | / |
arithmeticMod | a := b MOD 3; | % |
arithmeticPower | c := x ** 2.0; | EXPT() |
arithmeticNegate | a := -b; | -(...) |
arithmeticParentheses | a := (b + 1) * 2; | Klammerung |
1.3 Vergleichsoperatoren
| Test | ST-Code | C-Operator |
|---|
compareEqual | flag := a = b; | == |
compareNotEqual | flag := a <> b; | != |
compareLess | flag := a < b; | < |
compareGreater | flag := a > b; | > |
compareLessEqual | flag := a <= b; | <= |
compareGreaterEqual | flag := a >= b; | >= |
1.4 Boolesche Operatoren
| Test | ST-Code | C-Operator |
|---|
boolAnd | flag := flag AND flag; | && |
boolOr | flag := flag OR flag; | || |
boolXor | flag := flag XOR flag; | ^ |
boolNot | flag := NOT flag; | ! |
1.5 Literale
| Test | ST-Code | Prüft |
|---|
literalInteger | a := 12345; | Ganzzahl |
literalReal | c := 3.14; | Fließkomma |
literalBoolTrue | flag := TRUE; | Boolescher Wert |
literalBoolFalse | flag := FALSE; | Boolescher Wert |
literalString | text := 'hello'; | Zeichenkette |
literalTime | counter := T#500ms; | Zeitkonstante |
1.6 Kontrollstrukturen
IF / ELSIF / ELSE / END_IF
| Test | Prüft |
|---|
ifSimple | Einfache Bedingung |
ifElse | If-Else-Verzweigung |
ifElsif | Mehrfachverzweigung mit ELSIF |
ifNested | Verschachtelte IF-Blöcke |
FOR / WHILE / REPEAT
| Test | Prüft |
|---|
forSimple | FOR idx := 0 TO 10 DO |
forWithBy | FOR mit BY-Schrittweite |
whileLoop | WHILE-Schleife |
repeatUntil | REPEAT/UNTIL-Schleife |
CASE
| Test | Prüft |
|---|
caseStatement | CASE/OF mit mehreren Labels + switch/case/break |
RETURN / EXIT
| Test | Prüft |
|---|
returnStatement | RETURN → goto __end |
exitStatement | EXIT innerhalb FOR → break |
1.7 Funktionsbausteine (FB-Aufrufe)
| Test | Prüft |
|---|
fbCallWithInputs | MyTon(IN := flag, PT := T#500ms); |
fbCallWithOutputAssign | MyTimer(IN := flag, Q => flag); — OUT => Zuweisung |
1.8 Array-Zugriffe
| Test | Prüft |
|---|
arrayReadSubscript | a := arr[3]; |
arrayWriteSubscript | arr[5] := 42; |
arrayComputedIndex | a := arr[idx + 1]; |
arrayInForLoop | Array-Zugriff in FOR-Schleife |
2. Standard-Bibliothek (FStLibraryTest)
Datengetriebene Tests prüfen die Blöcke aus der
Standard-Bibliothek (standard_library.sql) automatisch.
2.1 Funktionsbausteine (13 FBs)
| Test | Prüft |
|---|
fbSingleInstance | Jeder FB einzeln instanziierbar und aufrufbar |
fbDoubleInstance | Zwei Instanzen desselben FB-Typs gleichzeitig |
fbOutputRead | Alle Ausgänge nach dem Aufruf lesbar |
Abgedeckte FBs: SR, RS, R_TRIG, F_TRIG, CTU, CTD, CTUD, TON, TOF, TP,
RTC, SEMA, RampGen
2.2 Funktionen (119 FCs)
| Test | Prüft |
|---|
fcCall | Jede FC mit korrekten Parametern aufrufbar (104 getestet) |
fcInExpression | FC-Rückgabewert in Ausdrücken verwendbar |
Abgedeckte Kategorien:
- Arithmetik: ADD, SUB, MUL, DIV, MOD, EXPT, ABS
- Vergleich: EQ, NE, LT, GT, LE, GE
- Trigonometrie: SIN, COS, TAN, ASIN, ACOS, ATAN, ATAN2
- Logarithmus: EXP, LN, LOG, SQRT
- Selektion: SEL, MUX, LIMIT, MIN, MAX, MOVE, CLAMP
- String: LEN, LEFT, RIGHT, MID, CONCAT, INSERT, DELETE, REPLACE, FIND
- Bitshift: SHL, SHR, ROL, ROR
- Typkonvertierung: 60+ Konvertierungsfunktionen (BOOL_TO_INT, INT_TO_REAL, …)
- ForgeIEC-Erweiterungen: LERP, MAP_RANGE, HYPOT, DEG, RAD, IK_2Link,
CABS, CADD, CMUL, CSUB, CARG, CCONJ, CPOLAR, CRECT
3. Multi-Task-Threading (FCodeGeneratorThreadingTest)
8 Tests prüfen das vollständige Multi-Task-Scheduling-System gemäß
der Design-Spezifikation (MT-spec, docs/design/multi-task-scheduler.md).
| Test | Prüft |
|---|
singleProgramDefaultTask | Ein PROGRAM ohne explizite Task → DefaultTask-Synthese, kein Threading |
twoProgramsTwoTasks | Zwei Tasks → RESOURCE0_start__, Legacy-Shim config_run__, beide Task-Threads |
crossPrimitiveAtomicEmission | Geteilte INT-Variable → std::atomic<> Location-Storage, __GET_EXTERNAL_ATOMIC im Body |
crossStructuredDoubleBuffer | Geteilter STRUCT → __DBUF_[2] + thread_local __snap_ + Double-Buffer copy-in/out |
localVarNoSync | Variable nur in einem Task → normales __SET_EXTERNAL, kein Atomic |
conflictTwoWriters | Zwei Tasks schreiben dieselbe Variable → Compile-Warnung |
singleProgramDefaultTask | Backward-Kompatibilität: bestehende Projekte laufen unverändert |
Multi-Task-Architektur
Primary Task (Task 0) Secondary Tasks (1..N)
| |
| config_run__() | RESOURCE0_task_thread__()
| ├─ sync_in | ├─ dbuf_rd (copy-in)
| ├─ TASK0_body__() | ├─ TASKn_body__()
| └─ sync_out | └─ dbuf_wr (copy-out)
| |
| [unter bufferLock] | [lock-free]
Sync-Mechanismen:
- CrossPrimitive (BOOL, INT, REAL, …):
std::atomic<T> auf der Location-Variable, __GET_EXTERNAL_ATOMIC / __SET_EXTERNAL_ATOMIC im Body-Code - CrossStructured (STRUCT, ARRAY, STRING): Double-Buffer
__DBUF_[2] mit atomarem Write-Index, thread_local Snapshots __snap_ für Set-Konsistenz