ForgeIECは包括的な自動テストスイートによって保護されています。
各コミットはマージ前に117のユニットテストで検証されます。これらのテストは
IEC 61131-3 Structured Textの完全な言語仕様、全標準ファンクションブロック、
およびマルチタスクシステムをカバーしています。
テストスイートの概要
| スイート | テスト数 | 検証内容 |
|---|
| FStCompilerTest | 101 | 完全なST言語仕様 |
| FStLibraryTest | 8 | 全132標準ブロック（FB + FC） |
| FCodeGeneratorThreadingTest | 8 | マルチタスクスケジューリング + ロックフリー同期 |
| 合計 | 117 | エラー0件 |
1. ST言語仕様（FStCompilerTest）
101のテストが、サポートされている全てのIEC 61131-3 Structured Text
言語構造を検証します。各テストはSTフラグメントをFStCompilerでコンパイルし、
生成されたC++コードを検証します。
1.1 代入
| テスト | STコード | 検証内容 |
|---|
assignSimple | a := 42; | 単純代入 |
assignExpression | a := b + 1; | 式による代入 |
assignExternal | ExtVar := 10; | VAR_EXTERNALアクセス |
assignGvlQualified | GVL.ExtVar := 5; | 修飾GVLパス |
1.2 算術演算子
| テスト | STコード | C演算子 |
|---|
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; | 括弧 |
1.3 比較演算子
| テスト | STコード | C演算子 |
|---|
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 ブール演算子
| テスト | STコード | C演算子 |
|---|
boolAnd | flag := flag AND flag; | && |
boolOr | flag := flag OR flag; | || |
boolXor | flag := flag XOR flag; | ^ |
boolNot | flag := NOT flag; | ! |
1.5 リテラル
| テスト | STコード | 検証内容 |
|---|
literalInteger | a := 12345; | 整数 |
literalReal | c := 3.14; | 浮動小数点 |
literalBoolTrue | flag := TRUE; | ブール値 |
literalBoolFalse | flag := FALSE; | ブール値 |
literalString | text := 'hello'; | 文字列 |
literalTime | counter := T#500ms; | 時間定数 |
1.6 制御構造
IF / ELSIF / ELSE / END_IF
| テスト | 検証内容 |
|---|
ifSimple | 単純条件 |
ifElse | If-Else分岐 |
ifElsif | ELSIFによる多重分岐 |
ifNested | ネストされたIFブロック |
FOR / WHILE / REPEAT
| テスト | 検証内容 |
|---|
forSimple | FOR idx := 0 TO 10 DO |
forWithBy | BYステップ幅付きFOR |
whileLoop | WHILEループ |
repeatUntil | REPEAT/UNTILループ |
CASE
| テスト | 検証内容 |
|---|
caseStatement | 複数ラベル付きCASE/OF + switch/case/break |
RETURN / EXIT
| テスト | 検証内容 |
|---|
returnStatement | RETURN → goto __end |
exitStatement | FOR内のEXIT → break |
1.7 ファンクションブロック（FB呼び出し）
| テスト | 検証内容 |
|---|
fbCallWithInputs | MyTon(IN := flag, PT := T#500ms); |
fbCallWithOutputAssign | MyTimer(IN := flag, Q => flag); — OUT =>代入 |
1.8 配列アクセス
| テスト | 検証内容 |
|---|
arrayReadSubscript | a := arr[3]; |
arrayWriteSubscript | arr[5] := 42; |
arrayComputedIndex | a := arr[idx + 1]; |
arrayInForLoop | FORループ内での配列アクセス |
1.9 型変換
コンパイラはXXX_TO_YYYパターンを認識し、IEC規格に準拠した
Cスタイルキャスト（(TYPE)value）を生成します。
| テスト | STコード | 生成結果 |
|---|
typeConvIntToReal | INT_TO_REAL(a) | (REAL)a |
convRealToInt | REAL_TO_INT(c) | (INT)c |
convBoolToInt | BOOL_TO_INT(flag) | (INT)flag |
convIntToBool | INT_TO_BOOL(a) | (BOOL)a |
convDintToReal | DINT_TO_REAL(counter) | (REAL)counter |
convIntToDint | INT_TO_DINT(a) | (DINT)a |
1.10 構造体メンバアクセス
| テスト | 検証内容 |
|---|
structMemberAccess | pos.x := 42; → data__->pos.value.x |
1.11 タスク間変数（マルチタスク）
| テスト | 検証内容 |
|---|
crossPrimitiveGet | __GET_EXTERNAL_ATOMIC ロックフリー読み取り用 |
crossPrimitiveSet | __SET_EXTERNAL_ATOMIC ロックフリー書き込み用 |
crossStructuredGet | __snap_ スレッドローカルスナップショットアクセス |
crossStructuredMemberAccess | __snap_Struct.field アクセス |
1.12 標準ファンクションブロック
各IEC標準FBはインスタンスとして生成され、呼び出されます：
| テスト | FB型 | 検証内容 |
|---|
fbTon | TON | オンディレイ |
fbTof | TOF | オフディレイ |
fbTp | TP | パルスタイマー |
fbCtu | CTU | アップカウンタ |
fbCtd | CTD | ダウンカウンタ |
fbRtrig | R_TRIG | 立ち上がりエッジ |
fbFtrig | F_TRIG | 立ち下がりエッジ |
fbRs | RS | リセット優先 |
fbSr | SR | セット優先 |
1.13 標準関数
| カテゴリ | テスト数 | 関数 |
|---|
| 数学 | 12 | ABS, SQRT, SIN, COS, TAN, ASIN, ACOS, ATAN, EXP, LN, LOG, TRUNC |
| 選択 | 4 | SEL, LIMIT, MIN, MAX |
| 文字列 | 6 | LEN, LEFT, RIGHT, MID, CONCAT, FIND |
| ビットシフト | 4 | SHL, SHR, ROL, ROR |
| 型変換 | 6 | INT_TO_REAL, REAL_TO_INT, BOOL_TO_INT, … |
1.14 エッジケース
| テスト | 検証内容 |
|---|
complexNestedExpression | ネストされた式 |
multipleStatementsOnSeparateLines | 複数行プログラム |
emptyBody | 空のPOUボディ |
commentOnlyBody | コメントのみ |
caseInsensitiveKeywords | IF/if/If |
caseInsensitiveVariables | 大文字・小文字の区別 |
2. 標準ライブラリ（FStLibraryTest）
8つのデータ駆動テストが標準ライブラリ（standard_library.sql）の
全132ブロックを自動的に検証します。
2.1 ファンクションブロック（13 FB）
| テスト | 検証内容 |
|---|
fbSingleInstance | 各FBが個別にインスタンス化・呼び出し可能 |
fbDoubleInstance | 同一FB型の2インスタンスが同時使用可能 |
fbOutputRead | 呼び出し後に全出力が読み取り可能 |
対象FB： SR, RS, R_TRIG, F_TRIG, CTU, CTD, CTUD, TON, TOF, TP,
RTC, SEMA, RampGen
2.2 関数（119 FC）
| テスト | 検証内容 |
|---|
fcCall | 各FCが正しいパラメータで呼び出し可能（104テスト済み） |
fcInExpression | FC戻り値が式中で使用可能 |
対象カテゴリ：
- 算術： ADD, SUB, MUL, DIV, MOD, EXPT, ABS
- 比較： EQ, NE, LT, GT, LE, GE
- 三角関数： SIN, COS, TAN, ASIN, ACOS, ATAN, ATAN2
- 対数： EXP, LN, LOG, SQRT
- 選択： SEL, MUX, LIMIT, MIN, MAX, MOVE, CLAMP
- 文字列： LEN, LEFT, RIGHT, MID, CONCAT, INSERT, DELETE, REPLACE, FIND
- ビットシフト： SHL, SHR, ROL, ROR
- 型変換： 60以上の変換関数（BOOL_TO_INT, INT_TO_REAL, …）
- ForgeIEC拡張： LERP, MAP_RANGE, HYPOT, DEG, RAD, IK_2Link,
CABS, CADD, CMUL, CSUB, CARG, CCONJ, CPOLAR, CRECT
3. マルチタスク（FCodeGeneratorThreadingTest）
8つのテストが設計仕様（MT-spec, docs/design/multi-task-scheduler.md）に従い、
完全なマルチタスクスケジューリングシステムを検証します。
| テスト | 検証内容 |
|---|
singleProgramDefaultTask | 明示的タスクなしの1つのPROGRAM → DefaultTask合成、スレッドなし |
twoProgramsTwoTasks | 2タスク → RESOURCE0_start__、Legacy-Shim config_run__、両方のタスクスレッド |
crossPrimitiveAtomicEmission | 共有INT変数 → std::atomic<> Locationストレージ、ボディ内の__GET_EXTERNAL_ATOMIC |
crossStructuredDoubleBuffer | 共有STRUCT → __DBUF_[2] + thread_local __snap_ + ダブルバッファのコピーイン/アウト |
localVarNoSync | 1タスクのみの変数 → 通常の__SET_EXTERNAL、Atomicなし |
conflictTwoWriters | 2タスクが同一変数に書き込み → コンパイル警告 |
singleProgramDefaultTask | 後方互換性：既存プロジェクトが変更なしで動作 |
マルチタスクアーキテクチャ
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)
| |
| [bufferLock下] | [lock-free]
同期メカニズム：
- CrossPrimitive（BOOL, INT, REAL, …）：Location変数上の
std::atomic<T>、ボディコード内の__GET_EXTERNAL_ATOMIC / __SET_EXTERNAL_ATOMIC - CrossStructured（STRUCT, ARRAY, STRING）：アトミック書き込みインデックス付きダブルバッファ
__DBUF_[2]、Set一貫性のためのthread_localスナップショット__snap_
品質保証
自動検証
テストは-DBUILD_TESTS=ONで毎回のビルド時に実行されます。
CIパイプライン（Forgejo Actions）への統合は準備済みです。
データ駆動テスト
ライブラリテスト（FStLibraryTest）はブロック定義を
standard_library.sqlから直接読み取ります。新しいブロックが追加されると
自動的にテストされます。手動でのテストケース作成は不要です。
完全性
テストスイートは、ForgeIECがサポートするIEC 61131-3 Structured Textの
完全な言語仕様をカバーしています：
- 全演算子（算術、比較、ブール、ビットシフト）
- 全制御構造（IF, FOR, WHILE, REPEAT, CASE）
- 全リテラル型（Integer, Real, Bool, String, Time）
- 全標準FBおよびFC（132ブロック）
- 配列および構造体アクセス
- GVL修飾変数
- タスク間同期（Atomics + ダブルバッファ）
- 型変換（Cキャスト生成）