Retrascope

h1. Intermediate Representation

В данном разделе представлена структура внутреннего представления(ВП) HDL-описаний. 

Построение ВП выполняется на начальном этапе статического анализа HDL-кода. 

ВП является исходным для извлечения охраняемых действий.

С точки зрения архитектуры ВП состоит из трех подсистем:

 собственно представления конструкций исходного кода, компонентов связывания с исходным кодом и модели памяти.

h2. Представление исходного кода

Базовым элементом ВП исходного кода является модуль @Module@. 

Модуль содержит строковое имя и два набора - набор процессов и набор экземпляров модулей.

Процесс @Process@ содержит список чувствительности и соответствующий граф потока управления. 

Семантика процесса следующая - 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 всех инструкций, которые содержатся в его графе потока управления.

На множестве процессов задается отношение частичного порядка вида "happens before". 

Это отношение задает порядок выполнения разных процессов при возникновении общего события в их списках чувствительности. 

Отношение задается только в том случае, когда процессы (теоретически) имеют зависимость по данным.

В текущей версии ВП данное отношение реализовано как множества ссылок на входящие и исходящие зависимости для каждого модуля.

Экземпляр модуля @Instance@ содержит собственно модуль, строковое имя данного экземпляра модуля, а также набор связок.

Связка @Binding@ представляет собой способ передачи экземпляру модуля конкретных выражений вместо определенных переменных модуля. 

Связка содержит собственно внутреннюю переменную @MVariable@ и сопоставляемое ей выражение(тип выражения @ISyntaxElement@, см. документацию к библиотеке Java Constraint Solver API).

Переменная @MVariable@ содержит строковое имя, тип (в настоящее время поддерживаются типы integer, real, boolean и битовые векторы) и указатель на её местоположение в памяти @ILocation@.

Список чувствительности процесса @SensitivityList@ содержит набор событий.

Событие @Event@ определяется типом и соответствующей переменной с указанным поддиапазоном.

Тип события @EEventType@ определяет, каким фронтом сигнала данное событие инициируется. 

Возможные варианты - передний фронт(POSEDGE), задний фронт(NEGEDGE), либо оба одновременно(ANYEDGE).

Переменная с указанным поддиапазоном @RangedVariable@ содержит собственно переменную и её поддиапазон. 

Семантика поддиапазона @Range@ следующая: событие может происходить не только при изменении значения всего сигнала, но и некоторого его подмассива. 

Границы этого подмассива и определяются поддиапазоном. 

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

Граф потока управления @ControlFlowGraph@ представляет собой ориентированный граф, вершины которого имеют тип @Node@, а ребра имеют тип @Link@. 

Если в исходном коде исполнение инструкции A предшествовало исполнению инструкции B,

 и между ними ни одна другая инструкция не выполнялась, то в графе потока управления будет существовать ребро из A в B. 

@Node@ - базовый класс для различных узлов. 

Любой класс данного типа содержит указатель на родительский класс (для корневой вершины он будет равен null),

 а также класс описания расположения соответствующей инструкции в исходном коде (@CodeLocation@).

Наследниками класса @Node@ являются:

# граф потока управления @ControlFlowGraph@.

# базовый блок @BasicBlock@. 

Содержит только одну входную и одную выходную дуги. 

Также содержит набор утверждений @Statement@. 

Утверждение - это базовый класс, наследником которого является присваивание @Assignment@. 

Присваивание содержит набор более элементарных объектов @Substitution@. 

Элементы присваивания содержат переменную с указанным поддиапазоном @RangedVariable@

 и присваиваемое ей выражение (@Operation@, см. документацию к библиотеке Java Constraint Solver API).

# условный оператор @Switch@. 

Содержит только одну входную дугу и, возможно, более чем одну выходную дугу.

 Также включает в себя набор условий типа @Operation@ (см. документацию к библиотеке Java Constraint Solver API). 

# оператор слияния @Merge@.

 Является обратным к условному оператору.

 Содержит, возможно, более одной входной дуги и ровно одну выходную дугу.

h2. Подсистема компонентов связывания с исходным кодом

Описание расположения @CodeLocation@ содержит полное имя @QFileName@ файла,

 где расположена соответствующая структура исходного кода (инструкция, модуль или что-то иное);

 также содержит отображение диапазонов номеров строк в сами строки @CodeLineMap@.

Полное имя @QFileName@ является оберткой вокруг строкового имени, содержащего абсолютный путь к файлу.

Отображение @CodeLineMap@ содержит набор пар вида <диапазон строк @CodeLineRegion@, контейнер соответствующих строк @CodeLineContainer@>.

Диапазон строк @CodeLineRegion@ содержит два номера, называемых левым и правым индексами.

Контейнер строк @CodeLineContainer@ содержит набор строк кода.

h2. Подсистема модели памяти

Цель создания модели памяти заключается в необходимости имитировать исполнение ВП на конкретных данных (например, для исполнения тестовых последовательностей). Основным компонентом здесь является память @Memory@, которая представляет собой массив ячеек типа @Bit@. Каждая ячейка имеет номер и содержимое. Для заполнения ячеек памятью используется механизм извлечения подмассива ячеек, такой подмассив имеет тип @Location@. Предполагается, что у каждой переменной ВП @MVariable@ имеется свой подмассив ячеек памяти @Location@.