CN110007955A - 一种指令集模拟器译码模块代码的压缩方法 - Google Patents

一种指令集模拟器译码模块代码的压缩方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种指令集模拟器译码模块代码的压缩方法。该方法根据指令集中所有指令操作码的分布情况，将各分布按操作码长度降序排序，并将操作码位置相同的分布划分为同一小组。通过寻找同组分布差异位，循环拆分小组分布和生成公共操作码识别代码的方法，最终实现将操作码位置相同分布压缩至同一译码代码块的效果，从而显著减少模拟器译码模块代码规模。该方法适用于多种类型的指令集，可显著减少模拟器解析指令时的位匹配次数，提高模拟器运行效率，具有较好的应用前景。

Description

一种指令集模拟器译码模块代码的压缩方法
技术领域
本发明涉及指令集模拟，尤其涉及一种指令集模拟器译码模块代码的压缩方法。
背景技术
由于指令集模拟器具有摆脱硬件数目限制，运行过程可调试，随时获取设备状态等优点，在硬件仿真、芯片设计等领域都得到了广泛的应用。
指令集模拟器的译码模块通过匹配指令操作码，确定指令类型，并根据指令编码格式，分割提取各特征段信息。实际情况下，由于一个指令集往往包含上百条指令，而译码模块又需要支持所有指令类型的识别，故相关模块代码往往非常庞大，而且极其复杂。此外，模拟器在译码时，通过顺序遍历上述模块代码的方法解析指令内容，故其执行效率与译码模块规模呈负相关，即译码模块的代码块数目越多，指令集模拟器的执行效率越低。因此，找到一种压缩模拟器译码模块代码的方法在实际应用中具有重要价值。
发明内容
本发明的目的在于，针对模拟器译码模块需要支持指令集中所有指令的译码解析，故相关代码规模往往庞大且效率较低的问题，提供了一种指令集模拟器译码模块代码的压缩方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种指令集模拟器译码模块代码的压缩方法，具体包括如下步骤：
(1)汇总指令集中所有指令的操作码分布，并按操作码长度对分布作降序排序。将操作码位置相同的分布划分为同一小组，提取当前长度排名第一的小组。
(2)判断当前小组规模，若小组规模大于1，则对同组内的所有操作码分布做两两异或运算，对所有异或结果做或运算，汇总成组内总差异结果，跳转至步骤3。若小组规模为1，则当前小组已无法继续拆分，为当前分布生成相应指令译码代码，跳转至步骤4。
(3)从高至低位遍历总差异结果，寻找第一位为1的位置，将其作为同组拆分节点。根据拆分节点的0、1情况，将原小组拆分成两个新小组。为拆分节点之前的操作码段生成公共操作码识别语句。将拆分节点为1的新小组入栈，提取拆分节点为0的新小组，跳转至步骤2。
(4)提取栈顶新小组，若提取新小组成功，则跳转至步骤2。若提取新小组失败，则说明栈已空，跳转至步骤5。
(5)提取步骤1中当前长度排名第一的小组，若提取成功，则跳转至步骤2。若提取失败，则说明步骤1已无剩余小组，指令集模拟器译码模块代码生成完毕，结束所有步骤。
进一步地，所述步骤1具体为：用字符串记录所有指令的操作码分布，其中指令操作码用0、1确定位表示，其他不确定位用x表示。0、1确定位个数即为指令操作码长度，按该长度对所有指令的操作码分布作降序排序。将操作码位置相同的分布合并至同一小组。
进一步地，所述步骤2中，组内分布做两两异或运算时，由于分布中存在x位，约定两个x位做异或运算时，结果为0。对所有两两分布的异或结果做或运算，汇总成组内总差异结果。
本发明的有益效果是，合并了操作码位置相同指令的译码代码，减少了指令集模拟器译码模块的代码规模，显著提高了模拟器译码阶段的执行效率。
附图说明
图1是本方法流程图。
具体实施方式
(1)汇总指令集中所有指令的操作码分布，并按操作码长度对分布作降序排序。将操作码位置相同的分布划分为同一小组，提取当前长度排名第一的小组；
用字符串记录所有指令的操作码分布，其中指令操作码用0、1确定位表示，其他不确定位用x表示。0、1确定位个数即为指令操作码长度，如字符串“0011xxx01”表示指令操作码长度为4+2＝6。按上述长度对所有指令的操作码分布作降序排序，并将操作码位置相同的分布合并至同一小组。如分布“0011xxx01”和分布“0101xxx10”属于同一小组，而分布“001101xxx”则与上述两分布属于不同小组。
(2)判断当前小组规模，若小组规模大于1，则对同组内的所有操作码分布做两两异或运算，对所有异或结果做或运算，汇总成组内总差异结果，跳转至步骤3。若小组规模为1，则当前小组已无法继续拆分，为当前分布生成相应指令译码代码，跳转至步骤4；
组内分布做两两异或运算时，由于分布中存在x位，约定两个x位做异或运算时，结果为0。对所有两两分布的异或结果做或运算，汇总成组内总差异结果。
指令译码代码完成匹配指令操作码，提取指令信息的工作。
(3)从高至低位遍历总差异结果，寻找第一位为1的位置，将其作为同组拆分节点。根据拆分节点的0、1情况，将原小组拆分成两个新小组。为拆分节点之前的操作码段生成公共操作码识别语句。将拆分节点为1的新小组入栈，提取拆分节点为0的新小组，跳转至步骤2。
(4)提取栈顶新小组，若提取新小组成功，则跳转至步骤2。若提取新小组失败，则说明栈已空，跳转至步骤5。
(5)提取步骤1中当前长度排名第一的小组，若提取成功，则跳转至步骤2。若提取失败，则说明步骤1已无剩余小组，指令集模拟器译码模块代码生成完毕，结束所有步骤。

Claims (3)

1.一种指令集模拟器译码模块代码的压缩方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)汇总指令集中所有指令的操作码分布，并按操作码长度对分布作降序排序。将操作码位置相同的分布划分为同一小组，提取当前长度排名第一的小组。
(2)判断当前小组规模，若小组规模大于1，则对同组内的所有操作码分布做两两异或运算，对所有异或结果做或运算，汇总成组内总差异结果，跳转至步骤3。若小组规模为1，则当前小组已无法继续拆分，为当前分布生成相应指令译码代码，跳转至步骤4。
(3)从高至低位遍历总差异结果，寻找第一位为1的位置，将其作为同组拆分节点。根据拆分节点的0、1情况，将原小组拆分成两个新小组。为拆分节点之前的操作码段生成公共操作码识别语句。将拆分节点为1的新小组入栈，提取拆分节点为0的新小组，跳转至步骤2。
(4)提取栈顶新小组，若提取新小组成功，则跳转至步骤2。若提取新小组失败，则说明栈已空，跳转至步骤5。
(5)提取步骤1中当前长度排名第一的小组，若提取成功，则跳转至步骤2。若提取失败，则说明步骤1已无剩余小组，指令集模拟器译码模块代码生成完毕，结束所有步骤。
2.根据权利要求1所述的指令集模拟器译码模块代码的压缩方法，其特征是，所述步骤1具体为：用字符串记录所有指令的操作码分布，其中指令操作码用0、1确定位表示，其他不确定位用x表示。0、1确定位个数即为指令操作码长度，按该长度对所有指令的操作码分布作降序排序。将操作码位置相同的分布合并至同一小组。
3.根据权利要求1所述的指令集模拟器译码模块代码的压缩方法，其特征是，所述步骤2中，组内分布做两两异或运算时，由于分布中存在x位，约定两个x位做异或运算时，结果为0。对所有两两分布的异或结果做或运算，汇总成组内总差异结果。
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