RISC-Vシミュレータの命令定義のテーブルをJSONを使って書き直す

GitHub上に公開している自作RISC-Vシミュレータは、命令を定義しやすいように、Rubyの配列上に命令の定義、オペランド、ビットフィールドなどを定義してある。

Rubyの配列で直接記述することで、スクリプトで簡単に読み込むことができるのだけれども、統一されたフォーマットとはいいがたいし、フィールドに挿入したいフィールドが長くなると対応し切れなくなる。

例えば浮動小数点の変換命令を見ると、定義はこんな感じで非常に長くなる。非常に長すぎて意味不明になる。

$arch_table.push(Array['fsqrt.s    f[11:7],f[19:15]'                                                , 32,  32,      '01011', '00',     '00000', 'XXXXX', 'XXX',    'XXXXX',    '10100',    '11', 'FPU',      "",           ["D", "D", "return InstOps::FloatSqrt (op1, softfloat_round_near_even, fflags)"]                                                                                                            , Array['RD_R3', 'R1_R1'         ]                                       ])
$arch_table.push(Array['fsgnj.s    f[11:7],f[19:15],f[24:20]'                                       , 32,  32,      '00100', '00',     'XXXXX', 'XXXXX', '000',    'XXXXX',    '10100',    '11', 'FPU',      "",           ["D", "D", "D", "DWord_t c_op1 = ConvertNaNBoxing(op1); DWord_t c_op2 = ConvertNaNBoxing(op2); return (c_op1 & 0x7FFFFFFFULL) | ( c_op2          & 0x80000000ULL) | 0xffffffff00000000ULL"] , Array['RD_R3', 'R1_R1', 'R2_R2']                                       ])
$arch_table.push(Array['fsgnjn.s   f[11:7],f[19:15],f[24:20]'                                       , 32,  32,      '00100', '00',     'XXXXX', 'XXXXX', '001',    'XXXXX',    '10100',    '11', 'FPU',      "",           ["D", "D", "D", "DWord_t c_op1 = ConvertNaNBoxing(op1); DWord_t c_op2 = ConvertNaNBoxing(op2); return (c_op1 & 0x7FFFFFFFULL) | (~c_op2          & 0x80000000ULL) | 0xffffffff00000000ULL"] , Array['RD_R3', 'R1_R1', 'R2_R2']                                       ])
$arch_table.push(Array['fsgnjx.s   f[11:7],f[19:15],f[24:20]'                                       , 32,  32,      '00100', '00',     'XXXXX', 'XXXXX', '010',    'XXXXX',    '10100',    '11', 'FPU',      "",           ["D", "D", "D", "DWord_t c_op1 = ConvertNaNBoxing(op1); DWord_t c_op2 = ConvertNaNBoxing(op2); return (c_op1 & 0x7FFFFFFFULL) | ((c_op1 ^ c_op2) & 0x80000000ULL) | 0xffffffff00000000ULL"] , Array['RD_R3', 'R1_R1', 'R2_R2']                                       ])
$arch_table.push(Array['fmin.s     f[11:7],f[19:15],f[24:20]'                                       , 32,  32,      '00101', '00',     'XXXXX', 'XXXXX', '000',    'XXXXX',    '10100',    '11', 'FPU',      "",           ["D", "D", "D", "return InstOps::FloatMin (op1, op2, fflags)"]                                                                                                                              , Array['RD_R3', 'R1_R1', 'R2_R2']                                       ])

そこで、このような煩雑な形式は止めてJSONを導入してみる。JSONで命令フォーマットを記述して、それをRubyで読み込ませて命令定義のプリプロセスを行う。

JSONのフォーマットを用いて以下のように書き直した。

    {
        "name":"fsqrt.s    f[11:7],f[19:15]",
        "length":"32", "dlength":"32",
        "field":["01011", "00", "00000", "XXXXX", "XXX", "XXXXX", "10100", "11"],
        "category":"FPU",
        "func_suffix":"",
        "impl":["D", "D", "return InstOps::FloatSqrt (op1, softfloat_round_near_even, fflags)"],
        "inst_ctrl":["RD_R3", "R1_R1"         ]
    },
    {
        "name":"fsgnj.s    f[11:7],f[19:15],f[24:20]",
        "length":"32", "dlength":"32",
        "field":["00100", "00", "XXXXX", "XXXXX", "000", "XXXXX", "10100", "11"],
        "category":"FPU",
        "func_suffix":"",
        "impl":["D", "D", "D", "DWord_t c_op1 = ConvertNaNBoxing(op1); DWord_t c_op2 = ConvertNaNBoxing(op2); return (c_op1 & 0x7FFFFFFFULL) | ( c_op2          & 0x80000000ULL) | 0xffffffff00000000ULL"],
        "inst_ctrl":["RD_R3", "R1_R1", "R2_R2"]
    },
    {
        "name":"fsgnjn.s   f[11:7],f[19:15],f[24:20]",
        "length":"32", "dlength":"32",
        "field":["00100", "00", "XXXXX", "XXXXX", "001", "XXXXX", "10100", "11"],
        "category":"FPU",
        "func_suffix":"",
        "impl":["D", "D", "D", "DWord_t c_op1 = ConvertNaNBoxing(op1); DWord_t c_op2 = ConvertNaNBoxing(op2); return (c_op1 & 0x7FFFFFFFULL) | (~c_op2          & 0x80000000ULL) | 0xffffffff00000000ULL"],
        "inst_ctrl":["RD_R3", "R1_R1", "R2_R2"]
    },