Project

General

Profile

Язык описания шаблонов тестовых программ » History » Version 84

Alexander Kamkin, 10/05/2011 04:38 PM

1 57 Alexander Kamkin
h1. Язык Ruby-MT описания шаблонов тестовых программ
2 1 Alexander Kamkin
3 63 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 Ruby в форме библиотечного расширения (не требуется дополнительных парсеров и т.п.).
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 65 Alexander Kamkin
class MyTemplate < MipsTemplate
18
    # В базовом шаблоне содержатся общие инструкции инициализации микропроцессора
19
    def initialize()
20
        super()
21
    end
22
23
    # Главный метод теста
24
    def test()
25
        # Повторить в тестовой программе 100 раз следующую ситуацию
26
        100.times {
27
            # Добавление в тестовую программу комментария
28 75 Alexander Kamkin
            text(''# --------------------------------------------------------------------------------'');
29 68 Alexander Kamkin
            # Загрузка в регистр reg1 содержимого памяти по адресу, содержащемуся в регистре base1
30 69 Alexander Kamkin
            # Функция r выделяет новый регистр общего назначения
31 74 Alexander Kamkin
            ld reg1=r, 0x0(base1=r)  ;; goal([l1Hit,50],[!l1Hit,50])        # Попадание в кэш-память L1 осуществляются с вероятностью 50%
32 68 Alexander Kamkin
            # Загрузка в регистр reg2 содержимого памяти по адресу, содержащемуся в регистре base2
33 73 Alexander Kamkin
            ld reg2=r, 0x0(base2=r)  ;; goal(l1Hit && !equal(base1, base2)) # Адреса первой и второй интрукции загрузки не должны совпадать ([base1] != [base2])
34 65 Alexander Kamkin
            # Запись результата сложения содержимого регистров reg1 и reg2 в регистр res
35 73 Alexander Kamkin
            dadd res=r, reg1, reg2   ;; goal(!integerOverflow)              # При сложении не должно возникать переполнения
36 65 Alexander Kamkin
        }
37
    end
38 66 Alexander Kamkin
39 67 Alexander Kamkin
    # В базовом шаблоне содержатся общие инструкции завершения работы микропроцессора
40 66 Alexander Kamkin
    def finalize()
41
        super.finalize()
42
    end
43 65 Alexander Kamkin
end
44 12 Alexander Kamkin
</pre>
45 23 Alexander Kamkin
46 19 Alexander Kamkin
В результате обработки этого шаблона будет сгенерирована программа следующего вида.
47
48 30 Alexander Kamkin
<pre>
49 46 Alexander Kamkin
...
50 30 Alexander Kamkin
# --------------------------------------------------------------------------------
51 65 Alexander Kamkin
ld reg001_1, 0x0(base001_1)
52
ld reg001_2, 0x0(base001_2)
53
dadd res001, reg001_1, reg001_2
54 46 Alexander Kamkin
...
55 30 Alexander Kamkin
# --------------------------------------------------------------------------------
56 65 Alexander Kamkin
ld reg100_1, 0x0(base100_1)
57
ld reg100_2, 0x0(base100_2)
58
dadd res100, reg100_1, reg100_2
59 19 Alexander Kamkin
...
60
</pre>
61 22 Alexander Kamkin
62 77 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.
63 1 Alexander Kamkin
64 72 Alexander Kamkin
>> *TODO:* нужно переопределить операции для тестовых ситуаций (!, &&, ||).
65 76 Alexander Kamkin
>> *TODO:* пока можно ограничиться случаем одной тестовой ситуации в @goal()@.
66 72 Alexander Kamkin
67 1 Alexander Kamkin
h2. Распределение регистров
68 38 Alexander Kamkin
69 84 Alexander Kamkin
Для каждого типа регистров (@GPR@, @FPR@ и т.п.) определена *функция распределения регистров* (например, функция @r = def(GPR)@ в примере выше). Эта функция имеет один целочисленный параметр - номер регистра. Если при вызове функции распределения регистров параметр не указан, функция выделяет регистр согласно некоторой предопределенной *стратегии распределения регистров*. Например, она может возвращать один из не занятых регистров (естественно, возвращаемый регистр помечается как занятый). Поскольку регистров конечное число, не исключены случаи, когда все регистры заняты. В таких ситуациях логично выделять регистры, которые давно не использовались и попутно печатать предупреждение о нехватке регистров. При выходе из блока занятые в этом блоке регистры автоматически освобождаются. Кроме того, предусмотрена функция *освобождения занятых регистров* @free@. Для того чтобы "застолбить" регистр @reg@, нужно вызывать @lock(reg)@.
70 79 Alexander Kamkin
71 1 Alexander Kamkin
Для распределения регистров в программе используются следующие правила:
72 43 Alexander Kamkin
73 38 Alexander Kamkin
*1. Если в качестве регистра в шаблоне используется конкретный регистр, а не переменная, то этот регистр используется и в сгенерированной программе.*
74 40 Alexander Kamkin
75 38 Alexander Kamkin
Например, для шаблона
76 1 Alexander Kamkin
77 40 Alexander Kamkin
<pre>
78
ori @r, r0, 0x0
79
</pre>
80 43 Alexander Kamkin
81 40 Alexander Kamkin
второй регистр инструкции @ori@ (регистр @r0@) фиксирован. Примером программы, соответствующей этому шаблону является
82
83 47 Alexander Kamkin
<pre>
84 41 Alexander Kamkin
ori r7, r0, 0x0 # Регистр r0 фиксирован
85 40 Alexander Kamkin
</pre>
86 49 Alexander Kamkin
87 40 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.*
88
89
Например, для шаблона
90
91 44 Alexander Kamkin
<pre>
92 40 Alexander Kamkin
2.times {
93
    add @r1, @r2, @r3
94 1 Alexander Kamkin
    sub @r4, @r1, @r5 # Результат сложения используется в качестве вычитаемого
95 38 Alexander Kamkin
}
96
</pre>
97
98 1 Alexander Kamkin
первый регистр инструкции @add@ всегда будет совпадать со вторым регистром инструкции @sub@, хотя эти регистры могут быть разными на разных итерациях:
99
100 46 Alexander Kamkin
<pre>
101 1 Alexander Kamkin
# --------------------------------------------------------------------------------
102
add r2,  r10, r5
103 46 Alexander Kamkin
sub r9,  r2,  r15 # Зависимость по регистру r2
104 1 Alexander Kamkin
# --------------------------------------------------------------------------------
105 46 Alexander Kamkin
add r11, r27, r9
106 1 Alexander Kamkin
sub r9,  r11, r23 # Зависимость по регистру r11
107 49 Alexander Kamkin
</pre>
108
109 50 Alexander Kamkin
Более сложный пример
110
111
<pre>
112
ori @r1, r0, 0x0
113
2.times {
114
    add @r1, @r2, @r3 # Результат сложения заносится в тот же регистр, что и результат вышестоящей инструкции
115
    sub @r4, @r1, @r5 # Результат сложения используется в качестве вычитаемого
116
}
117
</pre>
118 53 Alexander Kamkin
119 54 Alexander Kamkin
В этот случае регистры @@r1@ на первой и второй итерациях будут совпадать между собой и будут равны первому регистру инструкции @ori@.
120 55 Alexander Kamkin
121 54 Alexander Kamkin
А следующем примере никакой зависимости по регистрам нет, поскольку области видимости переменных-регистров не пересекаются:
122
123
<pre>
124
2.times {
125
    add @r1, @r2, @r3
126
}
127
2.times {
128
    add @r1, @r2, @r3 # Зависимости по регистрам нет
129
}
130
</pre>
131
132
*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.*
133
134 1 Alexander Kamkin
Регистров ограниченное число, поэтому пересечения по регистрам неизбежны. По возможности, внутри одного блока используются разные регистры. *Стратегию распределения регистров нужно обдумать.*