[發明專利]裝飾器模式的指令的存取方法

有效

• 申請號: 201010237450.4
• 申請日: 2010-07-23
• 公開（公告）號: CN101923466A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 董淵;王生原;曹震
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

技術領域

本發明屬計算機體系架構領域，特別涉及體系架構描述語言ADL。

背景技術

隨著嵌入式處理器越來越復雜和引進各樣新的特征，同時編譯器不斷開發新的優化技術，為編譯器詳細描述處理器和體系架構信息越來越復雜，嵌入式處理器與編譯器的鴻溝也越來越大。表達能力強、簡潔、可擴展的高質量體系架構描述語言成為迫切需要的工具。

很多編譯器難以重定向，它們需要大量的編碼和錯誤調試工作以及對編譯器的深入了解。而另一方面，許多體系架構描述語言(ADL)為模擬器設計，難以為編譯器重定向提取出語義信息。雖然存在支持編譯器的ADL和語義擴展工作，對一個架構的完整描述仍然需要大量的工作，由于各種各樣的特征和大量的指令。而且，修改描述很麻煩，并由于冗余信息和一致性問題可能產生難以發現的bug，這對面向應用程序的處理器(ASIP)可能是重要問題，因為它們需要經常調整指令。

傳統上的體系結構描述語言主要為了單一目標如生成模擬器或編譯器重定向設計，然后擴展到其他應用，因此對一個設計工具很直接但不適應其他工具，這由于開發工具箱需要硬件行為的不同抽象層次的描述。其他ADL為設計工具集設計，但主要關注于周期精確的模擬器而缺乏對編譯器的有效支持。根據其目標的不同，ADL分為三類：結構、行為和混合。

MIMOLA屬于第一類。在MIMOLA中，硬件結構用一個類似HDL的語言建模為寄存器轉移netlist，門層級的模塊為netlist的特例。MIMOLA的結構化方法的優點是同一描述能用于處理器合成、代碼生成、測試和模擬。但是這個語言非常低級，書寫工作量很大，而且用于編譯器的靈活性受嚴格限制。

nML和ISDL是行為類的例子。它們捕獲典型程序員手冊提供的指令集層的處理器信息來生成設計工具箱，用屬性文法描述指令集。ISDL主要為VLIW架構設計。這些語言不描述顯式流水線結構和詳細微操作，缺乏生成周期精確模擬器的能力。

大多數ADL屬于混合類。MDes和EXPRESSION是兩個類似LISP的ADL，它們同時捕獲結構和行為的架構信息，主要為設計空間探索(DSE)設計。在MDes中，信息分為幾個段：格式、資源使用、延遲、操作、寄存器等。而EXPRESSION將描述劃分為兩類：指令集和結構。每一類進一步細分為三個子類：操作、指令和操作影射；組件、流水線/數據轉移路徑和內存子系統。MDes有define預處理特征用于簡潔描述。EXPRESSION被用于同構可編程架構的DSE，并用于可編程SOC的架構探索工具的生成。但是，歷史上這些語言在編譯器中應用的不多。

LISA有一個類似C的語法，主要設計用于周期和位精確的快速編譯模擬器，其主要特征是使用計時模型在操作層對流水線的描述。RADL擴展LISA支持多流水線，用于周期和相精確的模擬器。但是這些語言缺乏編譯器重定向所需的高層語義，因為這些信息一般無法從任意的C語句中提取。

ArchC是一個關注于SystemC用戶的ADL，它主要基于C++和SystemC的語法。其主要特征是基于存儲的一致性驗證。ArchC已被用于生成一些架構的模擬器和匯編器。

但是，沒有工作為裝飾器模式的指令將面向對象機制引入ADL。裝飾器模式的指令出現頻繁且具有例行的模式，手工描述復雜且很乏味，并容易出現冗余和信息不一致等問題。本發明提出一個面向對象的方法進行ADL描述，解決了存取裝飾器模式的指令的問題，其充分消除了描述的冗余，語言簡潔靈活健壯，從而使編寫和維護均比其它ADL簡單的多。

發明內容

本發明利用計算機體系架構存取技術，設計出一種裝飾器模式的指令的存取方法，該方法將指令抽象為基本指令和裝飾器，并用一個繼承機制將體系架構信息描述為類、屬性和對象。它不僅有高度的簡潔性和表達能力，而且比其它體系架構描述語言ADL的冗余少的多，而且會產生高質量的描述而有更少的錯誤。

本發明的裝飾器模式的指令的存取方法，是在目標機中依次按以下步驟實現的：

1.裝飾器模式的指令的存取方法，其特征在于，所述方法是在目標機中依次按以下步驟實現的：

步驟(1)，目標機的初始化：

設立：體系架構描述語言ADL描述文件和體系架構描述語言ADL分析程序，以下簡稱ADL描述文件和ADL分析程序，其中：

ADL描述文件，至少包括裝飾器描述部分和指令描述部分，其中：

裝飾器描述部分，

設立下述6條執行加法操作的指令：

add，表示兩寄存器相加，