Project

General

Profile

Язык описания шаблонов тестовых программ » History » Revision 41

Revision 40 (Alexander Kamkin, 09/29/2011 01:53 PM) → Revision 41/89 (Alexander Kamkin, 09/29/2011 01:54 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 MyTemplate() {
# Повторить в тестовой программе 100 раз следующую ситуацию
100.times {
# Загрузка в регистр @Reg1 Reg1 содержимого памяти по адресу, содержащемуся в регистре @Base1 Base1
ld @Reg1, 0x0(@Base1) 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) Reg2, 0x0(Base2) @ choice{L1Hit:50} && [Base1] != [Base2] # Адреса первой и второй интрукции загрузки не должны совпадать
# Запись результата сложения содержимого регистров @Reg1 Reg1 и @Reg2 Reg2 в регистр @Res Res
dadd @Res, @Reg1, @Reg2 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.

Например, для шаблона

<pre>
ori @r, r0, 0x0
</pre>

второй регистр инструкции @ori@ (регистр @r0@) фиксирован. Примером программы для этого шаблона является

<pre>
ori r7, r0, 0x0
</pre> <pre>

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

Например, для шаблона

<pre>
3.times {
add @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>