开源仿真工具Verilator入门2：主要数据结构介绍

Shurlormes

9个月前更新

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AstNode类：用于解析Verilog

AST（抽象语法树）在最顶层由类AstNode表示，AstNode是抽象类，其派生类对应某个单一元件或者多组元件。例如：

AstGenerate:对应的是一个generate block；

AstNodeFTask:对应functions和tasks，进一步会生成派生类：AstFunc和AstTask；

AstNode有一个重要特性type hierarchy（类型层次结构），即所有子类如果不是final，那么其必须是抽象类，并且类名前缀为AstNode*。astgen脚本就是基于此（后面会介绍）。

每个AstNode有4个指向子节点的指针，可以通过op1p-op4p方法来访问。这些方法在继承类中会被更具体的方法调用，例如AstIf类（处理if表达式），ifsp调用op2p给出对应then语句block的AST指针，elsesp调用op3p给出对应else语句block的AST指针，当然不存在的话，指针为空。

AstNode具有下一个（next）和前一个（previous） AST的概念，例如一个block中的next语句和previous语句。这类语句的AST指针可以通过back和next的方法获取。

AstNetlist在树结构的最顶端，所以检查这个类是判断是否在树结构顶端的标准方法。

为了方便，每一个函数或者方法使用变量指针nodep指向当前处理的AstNode。

VNVisitor类：用于处理Verilog，转化成仿真C++

遍历（passes，扫描所有代码的语法树）是通过AST访问者（visitor）类实现的，这些通过抽象类VNVisitor的子类实现，每一个遍历创建一个visitor类的实例来执行方法实现遍历。

确定Verilog代码仿真顺序，包括：

V3Graph类：

一些遍历（passes）算法是通过图算法实现的，类V3Graph用来表示这些图。这些图是有向的，算法用来操纵图并把图结构输出生成 `GraphViz `__ dot格式的文件，V3Graph.h提供了这个类的文档。

V3GraphVertex类：

V3GraphVertex类是图结构中点对应的基类，Vertex有三个属性：fanout(扇出)、color（点着色）和rank（边排序），这三个属性很有可能用在对图做排序的算法中。此外，还提供了一个通用的user/userp成员变量，用来标记某个算法。

提供了虚拟函数来说明name、color、shape和style特征来输出到dot文件。通常V3GraphVertex的派生类会重写这些方法。

Iterators被用来访问入边和出边，通常的调用形式：

V3GraphEdge类：

V3GraphEdge是图结构中有向边的基类，有两个属性：权重（weight）和是否可裁剪（cutable），与V3GraphVertex类似，还提供了一个通用的user/userp成员变量，用来标记某个算法。

访问函数（Accessor）fromp和top分别返回入节点和出节点。提供了虚拟函数来说明label、color和style特征来输出到dot文件。通常V3GraphVertex的派生类会重写这些方法。

GraphAlg类：

GraphAlg是图算法的基类，其执行了一种bool型的followEdge方法来判断是否跟随（follow）一条边，如果改图的边大于0并且edgeFuncp函数（构造函数传入）返回为真那么followEdge函数返回真。

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