Project

General

Profile

Язык описания шаблонов тестовых программ » History » Version 62

Alexander Kamkin, 10/03/2011 11:55 AM

1 57 Alexander Kamkin
h1. Язык Ruby-MT описания шаблонов тестовых программ
2 1 Alexander Kamkin
3 60 Alexander Kamkin
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.
4 1 Alexander Kamkin
5 59 Alexander Kamkin
Код на Ruby-MT описывает шаблон тестовой программы (далее для краткости шаблон). Обработка шаблона состоит из следующих шагов:
6 26 Alexander Kamkin
7 61 Alexander Kamkin
# Препроцессирование шаблона.
8
# Выполнение шаблона.
9 27 Alexander Kamkin
10 61 Alexander Kamkin
При выполнении шаблона, он генерирует программу путем обращения к базе данных ограничений, солверам и другим стандартным компонентам генератора через *API генератора*.
11 35 Alexander Kamkin
12 12 Alexander Kamkin
h2. Интуитивное описание языка на примерах
13
14 17 Alexander Kamkin
h3. Пример 1 (MIPS)
15 14 Alexander Kamkin
16 13 Alexander Kamkin
<pre>
17 41 Alexander Kamkin
template MyTemplate {
18 38 Alexander Kamkin
    # Повторить в тестовой программе 100 раз следующую ситуацию
19
    100.times {
20 41 Alexander Kamkin
        # Загрузка в регистр @Reg1 содержимого памяти по адресу, содержащемуся в регистре @Base1
21 42 Alexander Kamkin
        ld @Reg1, 0x0(@Base1)   @ choice{L1Hit:50}                         # Попадание в кэш-память L1 осуществляются с вероятностью 50%
22 38 Alexander Kamkin
        # Загрузка в регистр Reg2 содержимого памяти по адресу, содержащемуся в регистре Base2
23 42 Alexander Kamkin
        ld @Reg2, 0x0(@Base2)   @ choice{L1Hit:50} && [@Base1] != [@Base2] # Адреса первой и второй интрукции загрузки не должны совпадать
24 41 Alexander Kamkin
        # Запись результата сложения содержимого регистров @Reg1 и @Reg2 в регистр @Res
25 42 Alexander Kamkin
        dadd @Res, @Reg1, @Reg2 @ !IntegerOverflow                         # При сложении не должно возникать переполнения
26 28 Alexander Kamkin
    }
27 14 Alexander Kamkin
}
28 13 Alexander Kamkin
</pre>
29 12 Alexander Kamkin
30 23 Alexander Kamkin
В результате обработки этого шаблона будет сгенерирована программа следующего вида.
31 19 Alexander Kamkin
32
<pre>
33 30 Alexander Kamkin
...
34 46 Alexander Kamkin
# --------------------------------------------------------------------------------
35 30 Alexander Kamkin
ld Reg001_1, 0x0(Base001_1)
36
ld Reg001_2, 0x0(Base001_2)
37
dadd Res001, Reg001_1, Reg001_2
38
...
39 46 Alexander Kamkin
# --------------------------------------------------------------------------------
40 30 Alexander Kamkin
ld Reg100_1, 0x0(Base100_1)
41
ld Reg100_2, 0x0(Base100_2)
42
dadd Res100, Reg100_1, Reg100_2
43
...
44 19 Alexander Kamkin
</pre>
45
46 22 Alexander Kamkin
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).
47 19 Alexander Kamkin
48 13 Alexander Kamkin
h2. Формализованное описание языка
49 12 Alexander Kamkin
50 2 Alexander Kamkin
Шаблон - это последовательность операторов.
51
52 1 Alexander Kamkin
<pre>
53 25 Alexander Kamkin
Template ::= "template" Identifier "(" (Parameter ("," Parameter)*)? ")" "{" (Statement)* "}"
54 1 Alexander Kamkin
</pre>
55
56 2 Alexander Kamkin
Операторы делятся на два класса: реальные операторы (операторы, которые порождают код) и мета операторы (операторы, которые используются для управления генерацией кода).
57
58 1 Alexander Kamkin
<pre>
59 2 Alexander Kamkin
Statement ::= RealStatement | MetaStatement
60 1 Alexander Kamkin
</pre> 
61
62
<pre>
63 2 Alexander Kamkin
InstructionStatement ::= (Instruction | InstructionClass) (@ Situation)?
64 1 Alexander Kamkin
</pre>
65
66 2 Alexander Kamkin
Формат инструкции зависит от ассемблера. Обычно он имеет следующий вид: 
67
68 1 Alexander Kamkin
<pre>
69
ConcreteInstruction ::= Identifier (Parameter (, Parameter)+)?
70
</pre>
71
72
<pre>
73
InstructionClass ::= Identifier (Parameter (, Parameter)+)?
74 2 Alexander Kamkin
</pre>
75
76
<pre>
77
MetaStatement ::= MetaVariableDeclaration |
78
                  MetaVariableAssignment  |
79
                  MetaIfStatement         |
80
                  MetaForStatement        |
81 1 Alexander Kamkin
                  MetaWhileStatement      |
82
                  ...
83
                  
84
</pre>
85
86
h2. Распределение регистров
87
88 38 Alexander Kamkin
Для распределения регистров в программе используются следующие правила:
89 1 Alexander Kamkin
90 43 Alexander Kamkin
*1. Если в качестве регистра в шаблоне используется конкретный регистр, а не переменная, то этот регистр используется и в сгенерированной программе.*
91 38 Alexander Kamkin
92 40 Alexander Kamkin
Например, для шаблона
93 38 Alexander Kamkin
94 1 Alexander Kamkin
<pre>
95 40 Alexander Kamkin
ori @r, r0, 0x0
96
</pre>
97
98 43 Alexander Kamkin
второй регистр инструкции @ori@ (регистр @r0@) фиксирован. Примером программы, соответствующей этому шаблону является
99 40 Alexander Kamkin
100
<pre>
101 47 Alexander Kamkin
ori r7, r0, 0x0 # Регистр r0 фиксирован
102 41 Alexander Kamkin
</pre>
103 40 Alexander Kamkin
104 49 Alexander Kamkin
*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.*
105 40 Alexander Kamkin
106
Например, для шаблона
107
108
<pre>
109 44 Alexander Kamkin
2.times {
110 40 Alexander Kamkin
    add @r1, @r2, @r3
111
    sub @r4, @r1, @r5 # Результат сложения используется в качестве вычитаемого
112 1 Alexander Kamkin
}
113 38 Alexander Kamkin
</pre>
114
115
первый регистр инструкции @add@ всегда будет совпадать со вторым регистром инструкции @sub@, хотя эти регистры могут быть разными на разных итерациях:
116 1 Alexander Kamkin
117
<pre>
118 46 Alexander Kamkin
# --------------------------------------------------------------------------------
119 1 Alexander Kamkin
add r2,  r10, r5
120
sub r9,  r2,  r15 # Зависимость по регистру r2
121 46 Alexander Kamkin
# --------------------------------------------------------------------------------
122 1 Alexander Kamkin
add r11, r27, r9
123 46 Alexander Kamkin
sub r9,  r11, r23 # Зависимость по регистру r11
124 1 Alexander Kamkin
</pre>
125 49 Alexander Kamkin
126
Более сложный пример
127 50 Alexander Kamkin
128
<pre>
129
ori @r1, r0, 0x0
130
2.times {
131
    add @r1, @r2, @r3 # Результат сложения заносится в тот же регистр, что и результат вышестоящей инструкции
132
    sub @r4, @r1, @r5 # Результат сложения используется в качестве вычитаемого
133
}
134
</pre>
135
136 53 Alexander Kamkin
В этот случае регистры @@r1@ на первой и второй итерациях будут совпадать между собой и будут равны первому регистру инструкции @ori@.
137 54 Alexander Kamkin
138 55 Alexander Kamkin
А следующем примере никакой зависимости по регистрам нет, поскольку области видимости переменных-регистров не пересекаются:
139 54 Alexander Kamkin
140
<pre>
141
2.times {
142
    add @r1, @r2, @r3
143
}
144
2.times {
145
    add @r1, @r2, @r3 # Зависимости по регистрам нет
146
}
147
</pre>
148
149
*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.*
150
151
Регистров ограниченное число, поэтому пересечения по регистрам неизбежны. По возможности, внутри одного блока используются разные регистры. *Стратегию распределения регистров нужно обдумать.*