uvm_callback讨论

asic_wang

uvm中的很多思想来源软件工程，callback机制就是其中的一个。
但是callback究竟在uvm环境中究竟有多大的作用？有多少场景可以用到它？
或者说最好是用它而不是用别的手段来达到相同的目的？
对此我持怀疑态度！

在对callback机制的介绍中，使用的最多的两个例子是改变driver的行为，加一些delay，注入一些error，等等；
另外一个例子就是使用它来收集coverage。

就上面这个增强driver功能这个例子，我觉得有一些常规的方法来实现相同的功能，毫无疑问，那就是继承加上factory的overwrite功能。
那些用callback和用继承+factory的优缺点是什么呢？

用继承+factory的优点是最容易想到的也是最直观的；
但是它有一个致命的缺点：会引起组合爆炸（设计模式中的提法）。
举例来说：
class driver ；
   task run（）；
      pre_do();
      xxx;
      mid_do();
      xxx;
      post_do();   
   endtask
endclass
其中的pre_do，mid_do，post_do都是callback的方法。这些callback方法一般默认都是是空的。
如果我需要一个修改pre_do的driver，我会写：
class  pre_driver extends driver； 然后重新改写pre_do方法；
如果我需要一个修改post_do的driver，我会写：
class  post_driver extends driver； 然后重新改写post_do方法；
........
如果我需要一个修改mid_do和post_do的driver，我会写：
class  mid_post_driver extends driver； 然后重新改写mid_do和post_do方法；
........
然后在testcase里使用factory的overwrite用pre_driver, post_driver......替换环境里的正常的driver。
很明显，需要3个callback点的driver，它最多有可能需要7个xxx_driver派生类来应对各种可能的组合。
如果是4个callback点，那将是4+6+4+1=15种派生可能；
如果是5个callback点，那将是5+10+10+4+1=30种派生可能；
........
对于callback较多的情况，用继承+factory overwrite的方式显然是不可取的。

但是对于我们的uvm验证环境来说，有多少情形会出现比较多的callback需求点呢？
至少我目前还没有遇到过，请有此经历的同仁也发表一下你们的看法。

asic_wang

至于uvm中的callback核心机制，本身来说没有什么特别复杂的地方。
要使用uvm callback的功能，说实话我觉得操作起来并不是很爽，步骤也不算少，涉及的宏也不算少。
但是我们可以自己写一个简化版的callback来理解它的基本机制，如下：

typedef class callback ;

/////callbacks类可以看作是一个装类型T的callback的容器
class callbacks#(type T=callback) ;
    static local callbacks#(T) _m_inst ; ////对一个类型T，只需要一个容器即可
    static local T _next [$] = {}; ////容器的物理载体
    local int index ; ////用来遍历容器，在uvm callback中有对应的类似机制，叫做iterator
   
    static function callbacks#(T) get();
        if(!_m_inst) _m_inst = new ;
        return _m_inst ;
    endfunction

    local function new();
        reset_index() ;
    endfunction

    /////提供给用户的接口，加入自己希望的callback，在testcase中使用
    static function void add(T cb);
        _next.push_back(cb);
    endfunction

    //////这两个方法用来遍历容器中的callback
    function T get_next();
        return _next[index++] ;
    endfunction

    function void reset_index();
        index = 0 ;
    endfunction
endclass


/////这个宏用来简化打算使用callback的class的一些申明
`define callback_registry(T) \
        local callbacks#(T) hook = callbacks#(T)::get() ; \
        local T each ;

/////这个宏用来简化callback的使用，在uvm中有类似的宏做类似的事情
`define do_callback(T,METHOD) \
        each = hook.get_next() ;\
        while(each)begin \
            each.METHOD ; \
            each = hook.get_next() ;\
        end \
        hook.reset_index();

//////打算使用callback的类
class driver ;
   
    `callback_registry(callback)
   
    function void run();
        `do_callback(callback,pre_do)
        $display("call driver's run()...");
        `do_callback(callback,post_do)
    endfunction

endclass


//////用户定义的callback类及其界面
class callback ;
    virtual function void pre_do();
    endfunction
   
    virtual function void post_do();
    endfunction
endclass


/////下面几个真正用来扩展功能的callback派生类
/////注意，有几个callback点就只需要几个派生类，而不再需要各种组合了！
class pre_callback extends callback;
    function void pre_do();
        $display("call pre_callback's pre_do()...");
    endfunction
endclass


class post_callback extends callback;
    function void post_do();
        $display("call post_callback's post_do()...");
    endfunction
endclass


/////testcase类
class testcase ;
    driver drv ;

    function new();
        drv = new ;
    endfunction

    /////本testcase需要扩展pre_do和post_do
    virtual function build();
        pre_callback pre_cb = new() ;
        post_callback post_cb = new() ;
        callbacks#(callback)::add(pre_cb) ;
        callbacks#(callback)::add(post_cb) ;
    endfunction

    function void run();
        drv.run();
    endfunction
endclass


////两外一个testcase类
class testcase2 extends testcase ;
      /////本testcase只需要扩展post_do
  virtual function build();
        post_callback post_cb  = new();
        callbacks#(callback)::add(post_cb) ;
    endfunction
endclass


个人结论：
callback点的设置需要个人的项目经验、项目需求、项目成熟度来决定，没有特定的公式可以套用；
在不是必须的情况下还是使用继承+factory overwrite比较容易和直观。

asic_wang

在uvm的callback机制中，说起来我觉得算是使用了两个软件工程中的设计模式，bridge模式和iterator模式。
另外，虽然模版技术是一项强大的技术，而C++中的模版技术早已发展成为一个流派；有些标准甚至非常依赖模版技术，比如SystemC。
但是我觉得对模版类的过度使用会使代码变得难以理解。

liangdy013

有幸读了楼主关于uvm phase的文章，不错。改天和楼主讨论下systemc相关，希望指点下