Project

General

Profile

Язык описания шаблонов тестовых программ » History » Revision 59

Revision 58 (Alexander Kamkin, 10/03/2011 11:16 AM) → Revision 59/89 (Alexander Kamkin, 10/03/2011 11:19 AM)

h1. Язык Ruby-MT описания шаблонов тестовых программ 

 Язык *Ruby-MT* (Ruby for MicroTESK) предназначен для компактного и переиспользуемого описания функциональных 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. Язык построен на основе языка Ruby в форме библиотечного расширения. 

 Код на Ruby-MT описывает шаблон тестовой программы (далее для краткости шаблон). Обработка 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 { 
         # 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.* 

 Например, для шаблона 

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

 второй регистр инструкции @ori@ (регистр @r0@) фиксирован. Примером программы, соответствующей этому шаблону является 

 <pre> 
 ori r7, r0, 0x0 # Регистр r0 фиксирован 
 </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> 
 2.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 
 sub r9,    r2,    r15 # Зависимость по регистру r2 
 # -------------------------------------------------------------------------------- 
 add r11, r27, r9 
 sub r9,    r11, r23 # Зависимость по регистру r11 
 </pre> 

 Более сложный пример 

 <pre> 
 ori @r1, r0, 0x0 
 2.times { 
     add @r1, @r2, @r3 # Результат сложения заносится в тот же регистр, что и результат вышестоящей инструкции 
     sub @r4, @r1, @r5 # Результат сложения используется в качестве вычитаемого 
 } 
 </pre> 

 В этот случае регистры @@r1@ на первой и второй итерациях будут совпадать между собой и будут равны первому регистру инструкции @ori@. 

 А следующем примере никакой зависимости по регистрам нет, поскольку области видимости переменных-регистров не пересекаются: 

 <pre> 
 2.times { 
     add @r1, @r2, @r3 
 } 
 2.times { 
     add @r1, @r2, @r3 # Зависимости по регистрам нет 
 } 
 </pre> 

 *3. Если имена переменных, обозначающих регистры, в шаблоне различаются, либо переменные находятся в разных областях видимости, либо для обозначения регистра используется символ @*@, то в соответствующих частях итоговой программы возможны совпадающие регистры.* 

 Регистров ограниченное число, поэтому пересечения по регистрам неизбежны. По возможности, внутри одного блока используются разные регистры. *Стратегию распределения регистров нужно обдумать.*