Project

General

Profile

Template Description Language » History » Revision 2

Revision 1 (Alexander Kamkin, 04/12/2012 10:55 AM) → Revision 2/139 (Alexander Kamkin, 04/12/2012 10:56 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 Ruby в форме библиотечного расширения (не требуется дополнительных парсеров и т.п.). 

 Код на Ruby-MT описывает шаблон тестовой программы (далее для краткости шаблон). Обработка шаблона состоит из следующих шагов: 

 # Препроцессирование шаблона. 
 # Выполнение шаблона. 

 При выполнении шаблона, он генерирует программу путем обращения к базе данных ограничений, солверам и другим стандартным компонентам генератора через *API генератора*. 

 h2. Интуитивное описание языка на примерах 

 h3. Пример 1 (MIPS) 

 <pre> 
 # В базовом шаблоне содержатся общие инструкции инициализации и завершения работы микропроцессора 
 class MyTemplate < MIPS::Template 
     # Главный метод теста 
     def test() 
         # Повторить в тестовой программе 100 раз следующую ситуацию 
         100.times { 
             # Добавление в тестовую программу комментария 
             text(''# --------------------------------------------------------------------------------''); 
             # Загрузка в регистр reg1 содержимого памяти по адресу, содержащемуся в регистре base1 
             # Функция r выделяет новый регистр общего назначения 
             ld reg1=r, 0x0(base1=r)    ;; goal([l1Hit,50],[!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=r, 0x0(base2=r)    ;; goal(l1Hit && !equal(base1, base2)) # Адреса первой и второй инструкции загрузки не должны совпадать ([base1] != [base2]) 
             # Запись результата сложения содержимого регистров reg1 и reg2 в регистр res 
             dadd res=r, reg1, reg2     ;; goal(!integerOverflow)                # При сложении не должно возникать переполнения 
         } 
     end 
 end 
 </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. 

 >> *TODO:* нужно переопределить операции для тестовых ситуаций (!, &&, ||). 
 >> *TODO:* пока можно ограничиться случаем одной тестовой ситуации в @goal()@. 

 h2. Распределение регистров 

 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 *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)@. 

 Для распределения регистров в программе используются следующие правила: 

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

 Например, для шаблона 

 <pre> 
 ori reg=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 reg1=r, r,      r 
     sub r,        reg1, r # 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 reg1=r, r0, 0x0 
 2.times { 
     add reg1, r,      r # Результат сложения заносится в тот же регистр, что и результат вышестоящей инструкции 
     sub r,      reg1, r # Результат сложения используется в качестве вычитаемого 
 } 
 </pre> 

 В этот случае регистры @reg1@ на первой и второй итерациях будут совпадать между собой и будут равны первому регистру инструкции @ori@. 

 В следующем примере зависимости по регистрам нет, поскольку области видимости переменных-регистров не пересекаются (теоретически, но маловероятно, номера регистров могут совпасть): 

 <pre> 
 2.times { 
     add reg1=r, r, r 
 } 
 2.times { 
     add reg1=r, r, r # Зависимость по регистрам не предполагается 
 } 
 </pre> 

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

 Регистров ограниченное число, поэтому пересечения по регистрам неизбежны.