Retrascope

h1. Control Flow Graph representation

В данном разделе содержится описание внутреннего представления HDL-описаний на основе графа потока управления (control flow graph, CFG). В дальнейшем представление будет именоваться CFG-моделью.

Классом верхнего уровня CFG-модели является *@CFGModel@*. @CFGModel@ содержит набор модулей @Module@, никак не связанных между собой.

Модуль *@Module@* содержит строковое имя, строковое имя конкретного экземпляра (непустое при инстанцировании) модуля, набор вложенных модулей @Module@, набор процессов @Process@.

Процесс *@Process@* содержит строковое имя, список чувствительности @EventList@ и множество вершин @ProcessNode@, называемое графом потока управления. Процесс может иметь "начальный" (initial) тип. Процессы начального типа имеют пустой список чувствительности.

Если процесс "начального" типа, то он выполняется однократно, прочие процессы выполняются "вечно" - содержащиеся в них последовательности инструкций начинают выполняться каждый раз, когда возникает событие из соответствующих списков чувствительности. 

Список чувствительности *@EventList@* содержит неупорядоченный набор событий @Event@ (возможно пустой). 

Событие *@Event@* описывается типом события @EventType@ и переменной @RangedVariable@, для которой и наступает событие.

Представлены следующие типы событий *@EventType@*: передний фронт @POSITIVE_EDGE@, задний фронт @NEGATIVE_EDGE@, произвольный фронт @ANY_EDGE@.

Переменная с указанным поддиапазоном *@RangedVariable@* содержит переменную @NodeVariable@ (см. документацию к библиотеке Fortress) и её поддиапазон @Range@.

Поле пользовательских данных переменной @NodeVariable@ содержит дескриптор данных *@VariableDescriptor@*. 

Дескриптор данных содержит:

* тип переменной *@VariableType@* (представлены следующие типы: входной сигнал @IN@, выходной сигнал @OUT@, сквозной сигнал @INOUT@, внутренняя переменная @REG@).

Поддиапазон *@Range@* содержит два числа, задающих соответственно левую и правую границы подмассива.

Процесс постоянно находится в состоянии ожидания до тех пор, пока не происходит событие, находящееся в списке чувствительности. 

Как только такое событие происходит, процесс осуществляет выполнение инструкций, которые содержатся в его графе потока управления.

Между @ProcessNode@ узлами, находящимися в @Process@ процессе, определены связи "родитель <-> ребенок". Если узел A является родителем узла B, то это означает, что поток управления сначала попадает в узел A, а потом в узел B.

В общем случае допускается наличие нескольких родительских и нескольких дочерних узлов, но для каждого из типов узлов могут бть введены дополнительные ограничения.

Все типы узлов указаны в перечислимом типе *@CfgNodeType@*:

@SOURCE@ - стартовый узел графа потока управления типа *@Source@*, содержит ссылку на родительский узел @Process@, содержит ровно одну ссылку на дочерний узел

@SINK@ - конечный узел графа потока управления типа *@Sink@*, не содержит ссылок на дочерние узлы, содержит ровно одну ссылку на родительский узел

@BASIC_BLOCK@ - узел базового блока типа @BasicBlock@

@CASE@ - узел условия типа @Case@

@SWITCH@ - узел ветвления типа @Switch@

@MERGE@ - узел типа @Merge@

@PROCESS@ - узел типа @Process@ (не может быть вершиной в @Process@, относится к типу @CfgModelNode@)

@MODULE@ - узел типа @Module@ (не может быть вершиной в @Process@, относится к типу @CfgModelNode@)

Часть узлов уже была рассмотрена выше.

базовый блок *@BasicBlock@* 

Может быть неблокирующим (concurrent) или блокирующим.

Содержит ровно одну ссылку на родительский узел и список инструкций присваивания. Присваивания являются объектами класса @Assignment@.

Присваивания, находящиеся в одном базовом блоке, выполняются в том порядке, в котором они хранятся в списке.

*@Assignment@* содержит указатель на целевую переменную @RangedVariable@ и присваиваемое ей выражение @Node@.

ветвление *@Switch@* 

Cодержит ровно одну ссылку на родительский узел и не менее одной ссылки на дочерние узлы. Дочерние узлы имеют тип @Case@.

Ветвление содержит либо нетривиальное выражение типа @Node@, либо событие типа @Event@. Если ветвление является "событийным", то оно может иметь только один дочерний узел типа @Case@.

условие *@Case@*

Cодержит ровно одну ссылку на родительский узел типа @Switch@ и ровно одну ссылку на дочерний узел, а также набор допустимых значений. Каждое значение имеет тип @NodeValue@.

Значения соответствуют выражению, хранящемуся в родительском узле ветвления. Подразумевается, что если выполнение пошло через данный @Case@-узел, то выражение из родительского @Switch@-узла приняло какое-то из допустимых значений дочернего узла.

оператор слияния *@Merge@*

Является обратным к условному оператору. Cодержит не менее двух ссылок на родительские узлы и ровно одну ссылку на дочерний узел.