MicroTESK

Язык описания шаблонов тестовых программ » History » Revision 38

Revision 37 (Alexander Kamkin, 09/29/2011 01:35 PM) → Revision 38/89 (Alexander Kamkin, 09/29/2011 01:47 PM)

h1. Язык M4TEST описания шаблонов тестовых программ 

 Язык *M4TEST* (Macro language for TEST programs) предназначен для компактного и переиспользуемого описания тестов для микропроцессоров и других программируемых устройств. Язык представляет собой смесь языка ассемблера целевого микропроцессора (*TL*, Target Language) и управляющего языка высокого уровня (*ML*, Meta Language). При этом ML можно рассматривать как макропроцессор, поскольку в результате выполнения его конструкций генерируется текст на TL. Кроме того, никто не запрещает использовать стандартные препроцессоры (например, препроцессор С/C++ или макропроцессор m4). 

 Обработка M4TEST-шаблона состоит из следующих шагов: 

 # Препроцессирование кода. 
 # Трансляция шаблона в программу на Ruby (*язык обсуждается*). 
 # Выполнение полученной программы. 

 При выполнении программы, она генерирует программу путем обращения к базе данных ограничений, солверам и другим стандартным компонентам генератора (*API генератора обсуждается*). 

 Почему для генерирующей программы выбран Ruby? Удобный язык, для которого есть реализация для JVM (JRuby), что облегчает интеграция с компонентами генератора, написанными на Java. 

 h2. Интуитивное описание языка на примерах 

 h3. Пример 1 (MIPS) 

 <pre> 
 template MyTemplate() { 
     # // Повторить в тестовой программе 100 раз следующую ситуацию 
     100.times repeat(100) { 
         # // Загрузка в регистр Reg1 содержимого памяти по адресу, содержащемуся в регистре Base1 
         ld Reg1, 0x0(Base1)    @ choice{L1Hit:50}                         # // Попадание в кэш-память L1 осуществляются с вероятностью 50% 
         # // Загрузка в регистр Reg2 содержимого памяти по адресу, содержащемуся в регистре Base2 
         ld Reg2, 0x0(Base2)    @ choice{L1Hit:50} && [Base1] != [Base2] # // Адреса первой и второй интрукции загрузки не должны совпадать 
         # // Запись результата сложения содержимого регистров Reg1 и Reg2 в регистр Res 
         dadd Res, Reg1, Reg2 @ !IntegerOverflow                         # // При сложении не должно возникать переполнения 
     } 
 } 
 </pre> 

 В результате обработки этого шаблона будет сгенерирована программа следующего вида. 

 <pre> 
 ... 
 ld Reg001_1, 0x0(Base001_1) 
 ld Reg001_2, 0x0(Base001_2) 
 dadd Res001, Reg001_1, Reg001_2 
 ... 
 ld Reg100_1, 0x0(Base100_1) 
 ld Reg100_2, 0x0(Base100_2) 
 dadd Res100, Reg100_1, Reg100_2 
 ... 
 </pre> 

 В этой программе @RegXXX_{1,2}@, @BaseXXX_{1,2}@ и @ResXXX@ - это регистры общего назначения (некоторые из них совпадают друг с другом). В начале программы (возможно, и в некоторых промежуточных точках) располагается *управляющий код*, инициализирующий регистры и память так, чтобы удовлетворить заданным в шаблоне ограничениям (это наиболее интеллектуальная часть обработки шаблона). 

 h2. Формализованное описание языка 

 Шаблон - это последовательность операторов. 

 <pre> 
 Template ::= "template" Identifier "(" (Parameter ("," Parameter)*)? ")" "{" (Statement)* "}" 
 </pre> 

 Операторы делятся на два класса: реальные операторы (операторы, которые порождают код) и мета операторы (операторы, которые используются для управления генерацией кода). 

 <pre> 
 Statement ::= RealStatement | MetaStatement 
 </pre>  

 <pre> 
 InstructionStatement ::= (Instruction | InstructionClass) (@ Situation)? 
 </pre> 

 Формат инструкции зависит от ассемблера. Обычно он имеет следующий вид:  

 <pre> 
 ConcreteInstruction ::= Identifier (Parameter (, Parameter)+)? 
 </pre> 

 <pre> 
 InstructionClass ::= Identifier (Parameter (, Parameter)+)? 
 </pre> 

 <pre> 
 MetaStatement ::= MetaVariableDeclaration | 
                   MetaVariableAssignment    | 
                   MetaIfStatement           | 
                   MetaForStatement          | 
                   MetaWhileStatement        | 
                   ... 
                  
 </pre> 

 h2. Распределение регистров 

 Для распределения регистров в программе используются следующие правила: 

 1. Если в качестве регистра в шаблоне используется конкретный регистр, а не переменная, то этот регистр используется и в сгенерированной программе. 

 2. Если имена некоторых переменных, обозначающих регистры, в шаблоне совпадают (в пределах одной области видимости), то в итоговой программе (в соответствующих частях итоговой программы местах) будет использоваться один и тот же регистр. Например, для шаблона 

 <pre> 
 3.times { 
     add R1, *R1*, R2, R3 
     
 sub R4, R1, R5 # Результат сложения используется в качестве вычитаемого 
 } 
 </pre> 

 первый регистр инструкции @add@ всегда будет совпадать со вторым регистром инструкции @sub@, хотя эти регистры могут быть разными на разных итерациях: 

 <pre> 
 add r2,    r10, r5 
 add r9,    r2,    r15 
 ... 
 add r11, r27, r5 
 add r9,    r11, r15 
 <pre>