Project

General

Profile

Транслятор с языка Sim-nML » History » Version 14

Alexander Kamkin, 09/30/2011 02:56 PM

1 1 Alexander Kamkin
h1. Транслятор с языка Sim-nML
2
3
Данный документ содержит описание схемы трансляции спецификаций микропроцессоров на языке Sim-nML в набор Java классов, которые могут быть использованы инструментом MicroTESK для автоматизированной генерации тестовых программ.
4
5
h2. Язык Sim-nML
6
7
Язык Sim-nML является расширением языка nML.
8
9
h2. Java классы, создаваемые при трансляции
10
11
Список Java классов, которые создаются при трансляции:
12 2 Alexander Kamkin
13 3 Alexander Kamkin
# Класс @ProcessorName@, который наследуется от класса @Processor@. Содержит большую часть информации о специфицируемом процессоре.
14 2 Alexander Kamkin
15
>> *TODO:* уточнить, каким образом формируется имя этого класса. Возможен вариант получаеть это имя из имени файла со спецификацией на Sim-nML, или же можно требовать задавания этого имени от пользователя в качестве одного из параметров метода, который осуществляет трансляцию, или же можно использовать какие-то специальные аннотации в самой спецификации.
16 1 Alexander Kamkin
17 3 Alexander Kamkin
h2. Правила грамматики для «общих» нетерминальных символов
18
19 4 Alexander Kamkin
h3. Бинарная операция
20
21
<pre>
22 5 Alexander Kamkin
BinOp : ''+''
23
      | ''-''
24
      | ''*''
25
      | ''/''
26
      | ''%''
27
      | DOUBLE_STAR
28
      | LEFT_SHIFT
29
      | RIGHT_SHIFT
30
      | ROTATE_LEFT
31
      | ROTATE_LEFT
32
      | ROTATE_RIGHT
33
      | ''<''
34
      | ''>''
35
      | LEQ
36
      | GEQ
37
      | EQ
38
      | NEQ
39
      | ''&''
40
      | ''^''
41
      | ''|''
42
      | AND
43
      | OR
44 4 Alexander Kamkin
</pre>
45
46
h3. Числовая константа
47
48 6 Alexander Kamkin
<pre>
49 7 Alexander Kamkin
ConstNumExpr : ConstExprVal
50
             | ConstNumExpr BinOp ConstExprVal
51 1 Alexander Kamkin
52 7 Alexander Kamkin
ConstExprVal : CARD_CONST
53
             | FIXED_CONST
54
             | HEX_CONST
55
             | ''!'' ConstNumExpr
56
             | ''~'' ConstNumExpr
57
             | ''+'' ConstNumExpr %prec ''~''
58
             | ''-'' ConstNumExpr %prec ''~''
59
             | ''('' ConstNumExpr '')''
60 6 Alexander Kamkin
</pre>
61 1 Alexander Kamkin
62 6 Alexander Kamkin
>> *TODO:* предлагается все числовые константные выражения сразу вычислять, в оттранслированный Java код вставлять уже только значения выражений.
63 1 Alexander Kamkin
64 6 Alexander Kamkin
h3. Выражение
65 1 Alexander Kamkin
66 6 Alexander Kamkin
<pre>
67
Bit_Expr : ID
68
         | Bit_Expr ''+'' Bit_Expr
69
         | Bit_Expr ''-'' Bit_Expr
70
         | Bit_Expr ''*'' Bit_Expr
71
         | Bit_Expr ''/'' Bit_Expr
72
         | Bit_Expr ''%'' Bit_Expr
73
         | Bit_Expr DOUBLE_STAR Bit_Expr
74
         | ''('' Bit_Expr '')''
75
         | FIXED_CONST
76
         | CARD_CONST
77
         | STRING_CONST
78
         | BINARY_CONST
79
         | HEX_CONST
80
</pre>
81 1 Alexander Kamkin
82 6 Alexander Kamkin
h3. OR правило
83 1 Alexander Kamkin
84 6 Alexander Kamkin
<pre>
85
OrRule             : Identifier_Or_List
86 1 Alexander Kamkin
87 6 Alexander Kamkin
Identifier_Or_List : ID
88
                   | Identifier_Or_List ''|'' ID
89
</pre>
90 1 Alexander Kamkin
91 6 Alexander Kamkin
h3. AND правило
92 1 Alexander Kamkin
93 6 Alexander Kamkin
<pre>
94
AndRule       : ''('' ParamList '')''
95 1 Alexander Kamkin
96 6 Alexander Kamkin
ParamList     :
97
              | ParamListPart
98
              | ParamList '','' ParamListPart
99 1 Alexander Kamkin
100 6 Alexander Kamkin
ParamListPart : ID '':'' TypeExpr
101
              | ID '':'' ID
102 1 Alexander Kamkin
</pre>
103
104
h3. Атрибуты
105 6 Alexander Kamkin
106 1 Alexander Kamkin
В языке Sim-nML атрибуты используются для описания свойств инструкций и режимов адресации. Описание каждого такого объекта может содержать произвольное число атрибутов. Атрибуты можно разделить на два класса: предопределенные атрибуты и пользовательские атрибуты. Описание предопределенных атрибутов приведено ниже.
107
108 8 Alexander Kamkin
<pre>
109
AttrDefList :
110
            | AttrDefList AttrDef
111 1 Alexander Kamkin
112 8 Alexander Kamkin
AttrDef     : ID ''='' AttrDefPart
113
            | SYNTAX ''='' ID ''.'' SYNTAX
114
            | SYNTAX ''='' AttrExpr
115
            | IMAGE ''='' ID ''.'' IMAGE
116
            | IMAGE ''='' AttrExpr
117
            | ACTION ''='' ID ''.'' ACTION
118
            | ACTION ''='' ''{'' Sequence ''}''
119
            | USES ''='' UsesDef
120 1 Alexander Kamkin
121 8 Alexander Kamkin
AttrDefPart : Expr
122
            | ''{'' Sequence ''}''
123
</pre>
124 1 Alexander Kamkin
125 8 Alexander Kamkin
h4. Атрибут syntax
126 1 Alexander Kamkin
127
Атрибут syntax используется для описания ассемблерного кодирования инструкции или режима адресации. Значения данного атрибута должны иметь строковый тип. Можно выделить следующие основные варианты определения атрибута syntax:
128 9 Alexander Kamkin
129
# Строковая константа — значение определяется посредством строковой константы. Например, “nop”.
130
# Атрибут параметра — значение атрибута определяется как значение этого же атрибута syntax у одного из параметров описываемого объекта. Например, x.syntax.
131
# Форматированная строка — значение атрибута определяется с помощью специальной конструкции format. Данная конструкция является аналогом оператора printf в языке программирования С. Например, format(“%5b”, r).
132
133
>> *TODO:* добавить полное формальное описание конструкции format + описание транслчции данной конструкции в строковое выражение Java.
134
135
h5. Трансляция
136
137 1 Alexander Kamkin
При трансляции данного атрибута в классе, соответствующем описываемому объекту создается метод со следующей сигнатурой:
138 9 Alexander Kamkin
139
<pre>
140 1 Alexander Kamkin
public String syntax()
141 9 Alexander Kamkin
</pre>
142
143 1 Alexander Kamkin
Для случая 1 из приведенного выше списка тело метода просто возвращает данную строковую константу. Для случая 2 метод возвращает результат вызова метода syntax соответствующего аргумента данного объекта. Такой аргумент должен содержаться в качестве поля в классе, соответствующем описываемому объекту. Для случая 3 метод возвращает результат трансляции конструкции format в строковое выражение языка Java.
144 9 Alexander Kamkin
145
h4. Атрибут image
146
147 1 Alexander Kamkin
Атрибут image используется для описания бинарного кодирования описываемого объекта. Значения данного атрибута должны иметь строковый тип, причем допустимы только строки, содержащие символы «0», «1» и пробел. Пробелы используются для улучшения читаемости. Варианты определения атрибута image совпадают с вариантами определения атрибута syntax.
148 10 Alexander Kamkin
149
h5. Трансляция:
150
151 1 Alexander Kamkin
Полностью аналогична трансляции атрибута syntax.
152 9 Alexander Kamkin
153 1 Alexander Kamkin
h4. Атрибут action
154
155
Атрибут action используется для описания семантики выполнения инструкций. 
156
157 10 Alexander Kamkin
h5. Трансляция:
158
159
>> *TODO:* при трансляции атрибута action обратить внимание на то, что в некоторых спецификациях данные между соседними в дереве инструкциями передают с использованием переменных (var). Это надо корректно учитывать, так как по умолчанию при трансляции таких объектов предлагается создавать локальные переменные соответствующих методов. С другой стороны, использование переменных для передачи данных между операциями противоречит описанию языка, в котором сказано, что состояние переменных не сохраняется при переходе от одной инструкции к другой.
160
161 1 Alexander Kamkin
h4. Атрибут uses
162
163
В текущей версии инструмента данный атрибут не рассматриваем.
164
165 10 Alexander Kamkin
h2. Основные конструкции языка
166
167 1 Alexander Kamkin
h3. Конструкция let
168
169 10 Alexander Kamkin
Конструкция let используется для объявления констант. Константы обладают следующими свойствами:
170 1 Alexander Kamkin
171 10 Alexander Kamkin
# Константы получают глобальную область видимости.
172
# Константа может быть определена только один раз.
173 1 Alexander Kamkin
174 10 Alexander Kamkin
<pre>
175
LetDef              : LET ID ''='' LetExpr
176 1 Alexander Kamkin
177 10 Alexander Kamkin
LetExpr             : ConstNumExpr
178
                    | STRING_CONST
179
                    | IF ConstNumExpr THEN LetExpr OptionalElseLetExpr ENDIF
180
                    | SWITCH ''('' ConstNumExpr '')'' ''{'' CaseLetExprList ''}''
181 1 Alexander Kamkin
182 10 Alexander Kamkin
OptionalElseLetExpr :
183
                    | ELSE LetExpr
184 1 Alexander Kamkin
185 10 Alexander Kamkin
CaseLetExprList     : CaseLetExprList1
186
                    | CaseLetExprList1 DEFAULT '':'' LetExpr
187 1 Alexander Kamkin
188 10 Alexander Kamkin
CaseLetExprList1    : CaseLetExprStat
189
                    | CaseLetExprList1 CaseLetExprStat
190 1 Alexander Kamkin
191 10 Alexander Kamkin
CaseLetExprStat     : CASE ConstNumExpr '':'' LetExpr
192
</pre>
193 1 Alexander Kamkin
194 11 Alexander Kamkin
h4. Примеры
195
196
<pre>
197 1 Alexander Kamkin
let REGS = 5
198
let byte_order = “big”
199
let PC = “NIA”
200
let SP = “GPR[29]”
201 11 Alexander Kamkin
</pre>
202
203
h4. Проблемы
204
205 1 Alexander Kamkin
Не ясна семантика if и switch в том случае, когда определяемая величина не получает никакого значения, например
206 11 Alexander Kamkin
207
<pre>
208 1 Alexander Kamkin
let c = if 0 then 0 endif
209 11 Alexander Kamkin
</pre>
210
211
h4. Ограничения
212
213 1 Alexander Kamkin
На первом этапе разработки прототипа предлагается ограничить поддержку конструкции let только простыми вариантами (без if и switch). Сложные вариаты let практически не используются на практике (ни один из примеров спецификаций представленных на сайте языка не содержал таких конструкций), их ценность представляется сомнительной.
214 11 Alexander Kamkin
215
h4. Трансляция
216
217 1 Alexander Kamkin
Если LetExpr является ConstNumExpr, то вычисляется значение этого выражения. Для каждой определенной в спецификации константы определяется поле к классе ProcessorName следующего вида
218 11 Alexander Kamkin
219
<pre>
220
public static final <type> ID = LetExpr;
221
</pre>
222
223 1 Alexander Kamkin
где <type> может принимать следующие значения:
224
225 11 Alexander Kamkin
* String – в случае, если LetExpr является STRING_CONST
226
* int – в случае, если LetExpr является числовым выражением и вычисленное  значение есть целое.число, убирающееся в int.
227
* long – в случае, если LetExpr является числовым выражением и вычисленное  значение есть целое.число, не убирающееся в int.
228
* float – в случае, если  LetExpr является числовым выражением и его вычисленное значение есть число с фиксированной или плавающей точкой, убирающееся в тип float.
229
* double – в случае, если  LetExpr является числовым выражением и его вычисленное значение есть число с фиксированной или плавающей точкой, не убирающееся в тип float.
230 1 Alexander Kamkin
231 11 Alexander Kamkin
h4. Ошибочные ситуации:
232 1 Alexander Kamkin
233 11 Alexander Kamkin
* наличие целых чисел, которые «не убираются» в long
234
* наличие чисел с плавающей точкой, которые «не убираются» в double
235 1 Alexander Kamkin
236 11 Alexander Kamkin
h3. Конструкция type
237 1 Alexander Kamkin
238 11 Alexander Kamkin
Конструкция type используется для определения синонимов новых типов. Синонимы определяются на основе существующих стандартных типов:
239 1 Alexander Kamkin
240 11 Alexander Kamkin
* bool: определяет булевский тип, имеющий два предопределенных значений false и true. При применении преобразования типов (смотри coerces) false отображается в 0, true – в 1. При обратном преобразовании 0 отображается в false, любое ненулевое значение отображается в true.
241 12 Alexander Kamkin
* int(n): определяет интервал целых чисел 
242 1 Alexander Kamkin
* card(n): определяет интервал натуральных чисел 
243 12 Alexander Kamkin
* float: определяет число с плавающей точкой согласно стандарту IEEE754
244
>> *TODO:* несоответствие грамматики и описания
245
* fix(n, m): определяет число с фиксированной точкой, в котором n бит отводятся под мантису и m бит под экспоненту
246
>> *TODO:* уточнить, что описано в документации
247 1 Alexander Kamkin
* [n..m]: определяет интервал натуральных чисел (ограничение)
248 12 Alexander Kamkin
* enum(): определяет перечислимый тип, где именованные константы принимают значения от 0 до n-1. Будет совпадать с типом card(ceiling())
249 1 Alexander Kamkin
250 11 Alexander Kamkin
<pre>
251 12 Alexander Kamkin
TypeSpec       : TYPE ID ''='' TypeExpr
252 11 Alexander Kamkin
253 12 Alexander Kamkin
TypeExpr       : BOOL
254
               | INT ''('' ConstNumExpr '')''
255
               | CARD ''('' ConstNumExpr '')''
256
               | FIX ''('' ConstNumExpr '','' ConstNumExpr '')''
257
               | FLOAT ''('' ConstNumExpr '','' ConstNumExpr'')''
258
               | ''['' ConstNumExpr DOUBLE_DOT ConstNumExpr '']''
259
               | ENUM ''('' IdentifierList '')''
260 1 Alexander Kamkin
261 11 Alexander Kamkin
IdentifierList : ID
262 12 Alexander Kamkin
               | ID ''='' CARD_CONST
263
               | IdentifierList '','' ID
264
               | IdentifierList '','' ID ''='' CARD_CONST
265 1 Alexander Kamkin
</pre>
266
267
h4. Примеры
268
269 12 Alexander Kamkin
<pre>
270
type bit = card ( 1 )
271
type byte = card ( 8 )
272
type address = card ( REGS )
273
type breakcode = card ( 20 )
274
</pre>
275 1 Alexander Kamkin
276
h4. Проблемы
277
278
Моделирование чисел с фиксированной точкой.
279
280
h4. Ограничения
281 11 Alexander Kamkin
282
В текущей реализации не рассматриваем случаи, когда определяется интервал, по мощности превосходящий максимальный соответствующий стандартный тип а Java. Например, исключаем из рассмотрения card (128).
283
284
h4. Трансляция: 
285
286
Для каждого такого типа-синонима создается новый класс с именем ID, единственным полем которого будет переменная объемлющего типа, а методы будут обеспечивать корректность работы с этой переменной, контролируя невыход их множества допустимых значений. В случае нарушения данных ограничений метод должен выбрасывать исключение.
287 12 Alexander Kamkin
288 11 Alexander Kamkin
Необходимо учесть, что при трансляции операторов присваивания таким переменным, надо использовать методы set из соответствующих классов. Причем эти методы set должны в качестве параметров принимать так же номер строки и позицию в nml файле, по которой находится данный оператор присваивания. Эти данные используются отладки спецификаций в случае ошибок.
289 12 Alexander Kamkin
290 11 Alexander Kamkin
Перечисления транслируются в стандартные Java перечисления. Например, пусть есть перечисление:
291 12 Alexander Kamkin
292
<pre>
293
type <name> = enum(id1 = val1, id2 = val2, ..., idn = valn)
294
</pre>
295
296 11 Alexander Kamkin
Оно транслируется в отдельный файл <name>.java, который содержит Java перечисление следующего вида:
297
298 1 Alexander Kamkin
<pre>
299 11 Alexander Kamkin
public enum <name> {
300 1 Alexander Kamkin
    id1(val1), id2(val2), ..., idn(valn)
301 11 Alexander Kamkin
}
302
</pre>
303
304 1 Alexander Kamkin
h4. Ошибочные ситуации
305
306
h3. Конструкция mem
307
308
Конструкция mem используется для описания памяти моделируемого микропроцессора. Общий вид такого определения представлен ниже:
309 13 Alexander Kamkin
310
<pre>
311 1 Alexander Kamkin
mem M [N, type] [optional-properties]
312 13 Alexander Kamkin
</pre>
313
314
В этом определении, M – имя данного объекта памяти, N – количество ячеек памяти, и type – тип каждой такой ячейки памяти. Если тип не указан, то по умолчанию тип полагается равным card(8). Доступ к данным ячейкам памяти осуществляется по средствам оператора индексирования: M[0], M[1], ..., M[n-1]. Опциональные параметры могут быть следующими:
315
316
# alias – описывает новую память как синоним какойто части уже описанной памяти. В этом случае оба имени будут ссылать на одни и те же ячейки памяти, но могут интерпретировать их по разному. Например:
317
318
<pre>
319 1 Alexander Kamkin
mem A[6, int(32)]
320
mem M[3, card(32)] alias = A[3]
321 13 Alexander Kamkin
</pre>
322
323 1 Alexander Kamkin
В этом случае ячейки памяти, доступные по обращениям A[3], A[4], A[5], теперь могут быть доступны и по обращениям M[0], M[1], M[2] соответственно. Отличие заключается в том, что в случае обращений с использованием имени A содержимое ячейки интерпретируется как 32-ух разрядное знаковое число, в случае же, когда обращение идет по имени M, содержимое интерпретируется, как беззнаковое число.
324
325 13 Alexander Kamkin
<pre>
326
Bit_Optr           : BIT_LEFT Bit_Expr DOUBLE_DOT Bit_Expr BIT_RIGHT
327 1 Alexander Kamkin
328 13 Alexander Kamkin
MemorySpec         : MEM ID ''['' SizeType '']'' OptionalMemVarAttr
329 1 Alexander Kamkin
330 13 Alexander Kamkin
SizeType           : TypeExpr
331
                   | ConstNumExpr
332
                   | ConstNumExpr '','' TypeExpr
333 1 Alexander Kamkin
334 13 Alexander Kamkin
OptionalMemVarAttr :
335
                   | ALIAS ''='' MemLocation
336 1 Alexander Kamkin
337 13 Alexander Kamkin
MemLocation        : ID Opt_Bit_Optr
338
                   | ID ''['' NumExpr '']'' Opt_Bit_Optr
339 1 Alexander Kamkin
340 13 Alexander Kamkin
Opt_Bit_Optr       :
341
                   | Bit_Optr
342 1 Alexander Kamkin
343 13 Alexander Kamkin
Bit_Optr           : BIT_LEFT Bit_Expr DOUBLE_DOT Bit_Expr BIT_RIGHT
344
</pre>
345 1 Alexander Kamkin
346 13 Alexander Kamkin
>> *TODO:* не ясна семантика Opt_Bit_Expr в грамматики для конструкции mem, в примерах использование именно такой формы тоже не было встречено.
347
348
h4. Примеры
349
350
<pre>
351
mem A[6, int(32)]
352
mem M[3, card(32)] alias = A[3] 
353
</pre>
354
355
h4. Проблемы
356
357
h4. Ограничения
358
359
h4. Трансляция
360
361 1 Alexander Kamkin
Анализ спецификаций на языке Sim-nML позволил выявить, что конструкция mem может быть использована для двух различных целей. Во-первых, она может использоваться для описания памяти моделируемого микропроцессора. В этом случае число ячеек памяти в описании довольно большое (N >> 1). Необходимо найти описание с максимальным числом ячеек, именно оно будет транслироваться в класс, моделирующий память. При трансляции данного описания создается класс ProcessorNameMemory, который является наследником абстрактного класса Memory из библиотеки поддержки трансляции. Класс ProcessorNameMemory имеет следующий вид:
362 13 Alexander Kamkin
363
<pre>
364 1 Alexander Kamkin
class ProcessorNameMemory {
365 13 Alexander Kamkin
    public static final SIZE = <N>;
366
    protected HashMap(Long, <type>) memoryHashMap = new HashMap(Long, <type>)();
367 1 Alexander Kamkin
}
368 13 Alexander Kamkin
</pre>
369
370 1 Alexander Kamkin
Для всех других описаний памяти, которые являются синонимами основной памяти (используют alias <имя основной памяти>), в атрибутах action для операций необходимо изменять обращения по этим именам на обращения по имени основной памяти.
371 13 Alexander Kamkin
Второй класс описаний памяти составляют описания, которые имеют небольшое число ячеек (обычно 1 или 2). Такие описания используются в качестве локальных переменных при описании атрибутов action для инструкций. Все 
372
такие описания при трансляции запоминаются. Затем при трансляции атрибутов action в методы инструкций, для каждой запомненной памяти, по которой присутствует обращение в данном атрибуте, вводится локальная переменная соответствующего типа. Все обращения по данным элементам памяти заменяются при трансляции на обращения к данной переменной. Например,
373
374
<pre>
375
    mem tmp_signed_byte [ 1 , int (32) ]
376
    ...
377
    action = {
378
        tmp_signed_byte = 31
379
        ...
380
    }
381
</pre>
382
383 1 Alexander Kamkin
При трансляции атрибута action получаем получим:
384
385 13 Alexander Kamkin
<pre>
386
    public void execute(...) {
387
        int tmp_signed_byte
388
        ...
389
    }
390
</pre>
391 1 Alexander Kamkin
392 13 Alexander Kamkin
>> *TODO:* определить абстрактный класс Memory
393 1 Alexander Kamkin
394 13 Alexander Kamkin
h4. Ошибочные ситуации
395
396 1 Alexander Kamkin
h3. Конструкция reg
397
398
Конструкция reg используется для описания регистров микропроцессора. Общая форма описания регистров представлена ниже:
399 13 Alexander Kamkin
400
<pre>
401 1 Alexander Kamkin
reg R [N, type] [optional-properties]
402 13 Alexander Kamkin
</pre>
403
404 1 Alexander Kamkin
В представленном определении R – имя регистрового файла, N – опциональный параметр, показывающий количество регистров в регистровом файле и type – тип каждого регистра. Если параметр N не указан, то по умолчанию он полагается равным 1.Доступ к регистрам данного регистрового файла осуществляется посредством оператора индексирования — R[0], R[1], …, R[N-1]. Определение регистров может иметь следующие опциональные атрибуты:
405
Ports: позволяет указать число портов чтения и записи для данного регистрового файла. Например:
406 13 Alexander Kamkin
407
<pre>
408 1 Alexander Kamkin
reg R[16, int(8)] port = 3, 2
409 13 Alexander Kamkin
</pre>
410
411 1 Alexander Kamkin
В представленном примере регистровый файл R имеет 3 порта для записи и 2 порта для чтения. Кроме того, каждый регистр в данном регистровом файле имеет 2 порта для чтения, так же как и весь регистровый файл, и один порт для записи. Порты чтения и записи для регистров рассматриваются в качестве ресурсов и используются для определения зависимостей между инструкциями.
412
Initial: позволяет указать начальное значение для описанных регистров. Например:
413 13 Alexander Kamkin
414
<pre>
415 1 Alexander Kamkin
reg R[1, card(32)] initial = 100
416 13 Alexander Kamkin
</pre>
417 1 Alexander Kamkin
418 13 Alexander Kamkin
<pre>
419
RegisterSpec    : REG ID ''['' SizeType '']'' OptionalRegAttr
420 1 Alexander Kamkin
421 13 Alexander Kamkin
OptionalRegAttr :
422
                | PortsDef
423
                | InitialDef
424
                | PortsDef InitialDef
425
                | InitialDef PortsDef
426 1 Alexander Kamkin
427 13 Alexander Kamkin
PortsDef        : PORTS ''='' CARD_CONST '','' CARD_CONST
428 1 Alexander Kamkin
429 13 Alexander Kamkin
InitialDef      : INITIALA ''='' ConstNumExpr
430
</pre>
431 1 Alexander Kamkin
432 13 Alexander Kamkin
h4. Примеры
433 1 Alexander Kamkin
434 13 Alexander Kamkin
<pre>
435
reg GPR [2 ** REGS, signed_long]
436
reg LO [1, signed_long]
437
reg NIA [1, long]
438
</pre>
439
440
h4. Проблемы
441
442
h4. Ограничения
443
444
h4. Трансляция
445
446 1 Alexander Kamkin
Для каждого описанного регистрового файла создается класс RegisterFileName, который является наследником абстрактного класса библиотеки поддержки трансляции Register. Класс Register содержит следующие поля и методы:
447 13 Alexander Kamkin
448
<pre>
449 1 Alexander Kamkin
class Register {
450 13 Alexander Kamkin
    public static final int WRITE_PORTS = 1;
451
    public static final int READ_PORTS = 1;
452
    ...
453 1 Alexander Kamkin
}
454 13 Alexander Kamkin
</pre>
455
456 1 Alexander Kamkin
Класс RegisterFileName содержит следующие поля и методы:
457 13 Alexander Kamkin
458
<pre>
459 1 Alexander Kamkin
class RegisterFileName {
460 13 Alexander Kamkin
    public static final int READ_PORTS = <read_ports>;
461
    protected <type> value = <init_value>;
462
    ...
463 1 Alexander Kamkin
}
464 13 Alexander Kamkin
</pre>
465
466 1 Alexander Kamkin
Так же в класс ProcessorName добавляются следующие поля и методы:
467 13 Alexander Kamkin
468
<pre>
469
public static final int RegisterFileName_WRITE_PORTS = <write_ports>;
470
471
protected RegisterFileName <some_uniq_name> [] = {
472
    new RegisterFileName(),
473
    ...
474
}
475
</pre>
476
477 1 Alexander Kamkin
Причем количество элементов в массиве RegisterFileName равно N.
478 13 Alexander Kamkin
479
h4. Ошибочные ситуации
480 1 Alexander Kamkin
481
h3. Конструкция var
482
483
Конструкция var используется для определения временных переменных. Типичная конструкция определения временной переменной выглядит следующим образом:
484 14 Alexander Kamkin
485
<pre>
486 1 Alexander Kamkin
var TEMP[N, type]
487 14 Alexander Kamkin
</pre>
488
489 1 Alexander Kamkin
В приведенном выше определении TEMP – имя массива временных переменных, N – количество переменных в определенном массиве и type – тип каждой переменной в массиве. Если параметр N не определен, то по умолчанию он полагается равным 1. Доступ к переменным осуществляется посредством оператора индексирования — TEMP[0], TEMP[1], …, TEMP[N-1]. Важно отметить, что значения временных переменных не сохраняются при переходе от одной инструкции к другой.
490
491 14 Alexander Kamkin
>> *COMMENT:* по всей видимости переменные были введены в язык для прекращения нецелевого использования конструкций определения памяти для введения временных данных. Смотри второй класс конструкций определения памяти в разделе «трансляция» описания конструкции mem
492
493
>> *TODO:* противоречие между текстовым описанием и грамматикой
494
495
<pre>
496
VarSpec : VAR ID ''['' SizeType '']'' OptionalMemVarAttr
497
</pre>
498
499
h4. Примеры
500
501
<pre>
502
var amod[1, card(8)]
503
var carry[1, card(1)]
504
var op1[1, int(32)]
505
</pre>
506
507
h4. Проблемы
508
509
h4. Ограничения
510
511
h4. Трансляция
512
513 1 Alexander Kamkin
Трансляция выполняется аналогично второму классу конструкций определения памяти. Описание приводится в разделе «трансляция» описания конструкции mem.
514 14 Alexander Kamkin
515
h4. Ошибочные ситуации
516
517
h3. Конструкция mode
518
519 1 Alexander Kamkin
Конструкция mode используется для спецификации механизмов адресации. Основу данного описания этих механизмов составляют два вида конструкций: «И»-правила и «ИЛИ»-правила.
520
«ИЛИ»-правила используются для описания логически связанной группы механизмов адресации. С помощью «ИЛИ»-правила можно задать группе таких механизмов общие атрибуты. Общий вид «ИЛИ»-правила следующий:
521
522
«И»-правила используются для описания листовых элементов в дереве механизмов адресации. Общий вид «И»-правила следующий:
523
524 14 Alexander Kamkin
<pre>
525
ModeRuleSpec     : MODE ID ModeSpecPart
526 1 Alexander Kamkin
527 14 Alexander Kamkin
ModeSpecPart     : AndRule OptionalModeExpr AttrDefList
528
                 | OrRule
529 1 Alexander Kamkin
530 14 Alexander Kamkin
OptionalModeExpr :
531
                 | ''='' Expr
532
</pre>
533 1 Alexander Kamkin
534 14 Alexander Kamkin
h4. Примеры
535 1 Alexander Kamkin
536 14 Alexander Kamkin
h4. Проблемы
537
538
h4. Ограничения
539
540
h4. Трансляция
541
542 1 Alexander Kamkin
Трансляция дерева «И»-«ИЛИ» правил проводится идентично как для инструкций, так и для режимов адресации. Подробные описания общих концепций трансляции приведены в разделе «Трансляция» описания конструкции op. Эти положения верны и при описании режимов адресации. Специфические моменты при трансляции этих описаний отражены ниже.
543 14 Alexander Kamkin
544 1 Alexander Kamkin
У и правил конструкции mode может присутствовать дополнительный опциональный элемент, который вычисляет значение параметра, передающегося данным способом адресации. Для каждого правила, обладающего таким элементом, в соответствующем классе создается тело метода getValue() на основе описания данного элемента. Метод возвращает оттранслированное выражение записанное в правиле после знака равенства.
545
546 14 Alexander Kamkin
h4. Ошибочные ситуации
547
548 1 Alexander Kamkin
h3. Конструкция op
549
550
Конструкция op используется для описания системы команд моделируемого процессора.
551
552 14 Alexander Kamkin
<pre>
553
OpRuleSpec : OP ID OpRulePart
554
OpRulePart : AndRule AttrDefList
555
           | OrRule
556
</pre>
557 1 Alexander Kamkin
558 14 Alexander Kamkin
h4. Примеры
559
560
h4. Проблемы
561
562
h4. Ограничения
563
564
h4. Трансляция
565
566 1 Alexander Kamkin
Общие положения при трансляции древовидной структуры «И»-«ИЛИ» правил заключаются в следующем. Для каждого правила создается класс. Классы, соответствующие элементам из правых частей «ИЛИ» правил связываются с классом, соответствующим элементу в левой части, отношением наследования. Каждый класс, соответствующий элементу из списка параметров в «И»-правиле, связывается с классом, соответствующим элементу из левой части правила, отношением агрегации. На примере ниже продемонстрированы данные принципы с использованием нотации UML для отображения зависимостей между классами.
567 14 Alexander Kamkin
568
<pre>
569 1 Alexander Kamkin
op instruction(inst alu_op)
570
op alu_instruction = add | sub
571 14 Alexander Kamkin
</pre>
572
573 1 Alexander Kamkin
В каждом из этих классов создаются методы, соответствующие атрибутам. Механизм трансляции атрибутов подробно описан в разделе «Атрибуты». Имена создаваемых классов должны содержать некоторый служебный суффикс, что будет говорить о служебном внутреннем использовании данных классов. 
574 14 Alexander Kamkin
575 1 Alexander Kamkin
Для каждого элемента из списка параметров «И» правила в соответствующем классе создаются поле. Для класса также создается конструктор с сигнатурой, соответствующей данному правилу, который инициализирует эти поля.
576 14 Alexander Kamkin
577
>> *TODO:* посмотреть информацию про модификаторы доступа классов, пакетов для защиты служебных классов от некорректного использования
578
579 1 Alexander Kamkin
Далее, для каждого листового элемента в дереве инструкций создается еще один класс, который наследуется от класса Instruction (соответствует корню дерева). Эти классы распределяются по пакетам в соответствии со структурой дерева. Для каждого не листового узла дерева создается отдельный пакет, куда вложены все пакеты и классы, соответствующие потомкам данного узла.
580 14 Alexander Kamkin
581
h4. Ошибочные ситуации