Vivado HLS中指针作为top函数参数的处理方法
指针作为C语言精华,对于软件设计者比较好理解,但是在xilinxvivado HLS 高级语言综合的设计中,由于其综合后对应的硬件元素难以用软件的概念解释,常常令程序设计者和VHLS工具使用者头痛。本文采用浅显易懂的描述方式,结合具体的c代码例子,详细描述了常用三种指针的设计类型,以及其作为顶层函数参数时,采用不同的编码风格和HLS约束策略,满足设计者对指针作为RTL 接口的需求。
1.基本指针类型
基本指针类型指的是指针没有运算或者没有多次的存取(读写)。指针作为top函数的参数时,指针综合为wire型或者握手协议类型接口。如下例子1-1:
voidpointer_basic (dio_t *d) {
staticdio_tacc = 0;
acc += *d;
*d = acc;
}
例子1-1 基本类型指针作为顶层函数参数
在这个例子中,只是简单的读写指针指向的变量值,并没有对指针做偏移或者指针(地址)运算,其接口综合为线型的RTL接口。
2.指针运算类型。
指针作为top层函数参数,并且函数中有对指针运算时,我们称之为指针运算类型。指针运算常常限制指针可能综合的接口类型。如下例中,指针做了偏移运算用于累加数据,从第二个值开始读出累加,并将每次累加结果写入上一个地址中。
voidpointer_arith (dio_t *d) {
staticintacc = 0;
int i;
for (i=0;i<4;i++) {
acc += *(d+i+1);
*(d+i) = acc;
}
}
例子1-2 指针运算类型作为顶层函数参数
下面代码例子1-3是这个指针运算类型仿真的testbench。因为函数pointer_arith内部的for循环进行数据累加,testbench通过数组d[5]分配了地址空间并对数组赋值。
int main () {
dio_t d[5], ref[5];
int i, retval=0;
FILE *fp;
// Create input data
for (i=0;i<5;i++) {
d[i] = i;
ref[i] = i;
}
// Call the function to operate on the data
pointer_arith(d);
// Save the results to a file
fp=fopen("result.dat","w");
printf(" Din Dout\n", i, d);
for (i=0;i<4;i++) {
fprintf(fp, "%d \n", d[i]);
printf(" %d %d\n", ref[i], d[i]);
}
fclose(fp);
// Compare the results file with the golden results
retval = system("diff --brief -w result.dat result.golden.dat");
if (retval != 0) {
printf("Test failed!!!\n");
retval=1;
} else {
printf("Test passed!\n");
}
// Return 0 if the test
returnretval;
}
例子1-3 指针运算类型作为顶层函数参数的testbench
在C编译环境下仿真上面例子1-3的代码,结果如下:
Din Dout
0 1
1 3
2 6
3 10
Test passed!
指针运算带来的问题是,通常情况下,指针偏移是不规则的,不能按顺序存取指针数据。而Wire,握手类型或者Fifo接口类型没有办法乱序存取数据。
对于wire类型接口来说,当设计本身准备好接收数据时可以读入数据,或者当数据准备好ready时,可以写出数据。对握手和Fifo类型接口,当控制信号允许操作进行时,读入或写出数据。
在上面wire,握手或者FIFO类型接口的情况下,数据从0元素开始,必须按顺序到达(写入)。在指针运算的例子1-2中,第一个数据从索引1开始读入(i 从0开始,0+1=1),对应于testbench中数据d[5]的第二个元素。
当这种情况在硬件应用时,需要某种格式的数据索引,这种情况对于wire 类型,或者握手类型还是Fifo类型来说,都不支持。像上例1-2指针运算的代码,只能综合成ap_bus接口,因为这种接口带有地址,当数据存取(读写)时,用于对应的数据索引指示。
还有一种方法,代码必须修改成如下例子1-4的风格,用数据array作为接口替代指针。这种方法应用了array作为top层参数时综合成RAM接口(ap_memory)的原理,memory接口可以用地址作为数据的索引并且可以乱序执行,不必顺序存取操作。
voidarray_arith (dio_t d[5]) {
staticintacc = 0;
int i;
for (i=0;i<4;i++) {
acc += d[i+1];
d[i] = acc;
}
}
例子1-4 指针运算类型作为顶层函数参数修改为array
Wire类型、握手类型或Fifo类型接口仅仅可用在数据流方式,因此不能用在与指针运算相关的地方(除非数据从索引0开始并顺序处理)。同时注意,如果想综合为FIFO接口,Fifo接口类型必须是只读或者只写,不能有读又有写操作。
3.多次读写(存取)指针类型
多次读写指针类型一般用作描述一个数据流方式的接口。
当top层函数参数使用指针,函数体对指针进行多次存取操作时,必须仔细考虑。在同一函数中对一个指针多次的读或者写,就会有多次指针存取发生,从而引起下列问题:
1)对任何函数指针参数的多次存取要使用volatile限定符。
2)对于Top层函数,如果要做RTL代码的混合仿真(co-sim),任何这种
指针参数必须有这个接口存取次数的详细说明。
3)确保在综合前验证C功能,确定符合功能要求,保证C模型正确。
如果设计模型要求函数参数指针多次存取,推荐使用数据流模式模型化设计,使用数据流模型可以避免我们将会在下面讨论到的,使用多次读写指针带来的一些问题。
这个章节使用设计例子1-5糟糕的数据流类型指针(pointer_stream_bad)解释,当多次存取指针时,为什么要使用volatile限定符。同时使用设计例子1-8好的数据指针类型(pointer_stream_better)来说明,为什么当top层函数参数包含有这种指针接口的设计时,应该用C testbench仿真验证确保设计的行为级模型正确。
在下面的例子1-5中,指针d_i读了4次并且d_o写了2次,设计的本意是存取操作通过fifo接口,综合后的RTL以数据流的方式读入或者写出数据。
voidpointer_stream_bad ( dout_t *d_o, din_t *d_i) {
din_tacc = 0;
acc += *d_i;
acc += *d_i;
*d_o = acc;
acc += *d_i;
acc += *d_i;
*d_o = acc;
}
例子1-5 糟糕的数据流指针类型
用于验证的C testbench如下:
int main () {
din_td_i;
dout_td_o;
intretval=0;
FILE *fp;
// Open a file for the output results
fp=fopen("result.dat","w");
// Call the function to operate on the data for (d_i=0;d_i<4;d_i++) {
pointer_stream_bad(&d_o,&d_i); fprintf(fp, "%d %d\n", d_i, d_o);
}
fclose(fp);
方法 指针函数和函数指针的区别 关于函数指针数组的定义 为函数指针数组赋值 函数指针的声明方法为: 数据类型标志符 (指针变量名) (形参列表); 注1:“函数类型”说明函数的返回类型,由于“()”的优先级高于“*”,所以指针变量名外的括号必不可少,后面的“形参列表”表示指针变量指向的函数所带的参数列表。例如: int func(int x); /* 声明一个函数 */ int (*f) (int x); /* 声明一个函数指针 */ f=func; /* 将func函数的首地址赋给指针f */ 赋值时函数func不带括号,也不带参数,由于func代表函数的首地址,因此经过赋值以后,指针f就指向函数func(x)的代码的首地址。 注2:函数括号中的形参可有可无,视情况而定。 下面的程序说明了函数指针调用函数的方法: 例一、 #include
C++指针函数习题 一、选择题 1.以下程序的运行结果是()。 sub(int x, int y, int *z) { *z=y-x; } void main() { int a,b; sub(10,5,&a); sub(7,a,&b); cout< #include<>
指向函数的指针 函数指针是指指向函数而非指向对象的指针。像其他指针一样,函数指针也指向某个特定的类型。函数类型由其返回类型以及形参表确定,而与函数名无关: bool (*pf)(const string &,const string &); 这个语句将pf声明为指向函数的指针,它所指向的函数带有两个const string &类型的形参和bool 类型的返回值。 注意:*pf两侧的括号是必需的。 1.typedef简化函数指针的定义: 函数指针类型相当地冗长。使用typedef为指针类型定义同义词,可将函数指针的使用大大简化: Typedef bool (*cmpfn)(const string &,const string &); 该定义表示cmpfn是一种指向函数的指针类型的名字。该指针类型为“指向返回bool类型并带有两个const string 引用形参的函数的指针”。在要使用这种函数指针类型时,只需直接使用cmpfcn即可,不必每次都把整个类型声明全部写出来。 2.指向函数的指针的初始化和赋值 在引用函数名但又没有调用该函数时,函数名将被自动解释为指向函数的指针。假设有函数: Bool lengthcompare(const string &,const string &); 除了用作函数调用的左操作数以外,对lengthcompare的任何使用都被解释为如下类型的指针:
bool (*)(const string &,const string &); 可使用函数名对函数指针初始化或赋值: cmpfn pf1=0; cmpfn pf2=lengthcompare; pf1=legnthcompare; pf2=pf1; 此时,直接引用函数名等效于在函数名上应用取地址操作符: cmpfcn pf1=lengthcompare; cmpfcn pf2=lengthcompare; 注意:函数指针只能通过同类型的函数或函数指针或0值常量表达式进行初始化或赋值。 将函数指针初始化为0,表示该指针不指向任何函数。 指向不两只函数类型的指针之间不存在转换: string::size_type sumLength(const string &,const string &); bool cstringCompare(char *,char *); //pointer to function returning bool taking two const string& cmpFcn pf;//error:return type differs pf=cstringCompare;//error:parameter types differ pf=lengthCompare;//ok:function and pointer types match exactly 3.通过指针调用函数 指向函数的指针可用于调用它所指向的函数。可以不需要使用解引用
C++语言程序设计中函数指针的分析与研究摘要:指针作为c++语言程序设计中的一个重要概念,其应用也是c++语言程序设计中的非常重要的一个内容。指针作为一种特殊的数据结构类型,它可以有效地表示数据之间复杂的逻辑结构关系。灵活正确地运用指针可以给程序的设计带很多的便捷,其中效果最为显著的就是函数指针的应用,通过使用函数指针,可以在调用函数时可以获得多个返回值以及实现对内存地址的直接处理等。本文从对c++语言程序设计中的函数指针的介绍谈起,然后详细说明了使用c++语言程序设计函数指针需要注意的问题,最后就c++语言程序设计中函数指针的应用技巧进行了系统的分析。 关键词:c++语言程序设计;函数指针;分析研究 中图分类号:tp311.11 文献标识码:a文章编号:1007-9599 (2011) 24-0000-01 analysis and research of function pointers for c++ language programming zhang suxia (shandong rural credit cooperatives,qingdao266550,china) abstract:pointer as c++ language programming is an important concept,its application is the c++ programming language is very important content.pointer as a special type of data structure,which can effectively express complex data between the logical structure of the relationship.flexible
指针函数与函数指针的区别 一、 在学习arm过程中发现这“指针函数”与“函数指针”容易搞错,所以今天,我自己想一次把它搞清楚,找了一些资料,首先它们之间的定义: 1、指针函数是指带指针的函数,即本质是一个函数。函数返回类型是某一类型的指针 类型标识符 *函数名(参数表) int *f(x,y); 首先它是一个函数,只不过这个函数的返回值是一个地址值。函数返回值必须用同类型的指针变量来接受,也就是说,指针函数一定有函数返回值,而且,在主调函数中,函数返回值必须赋给同类型的指针变量。 表示: float *fun(); float *p; p = fun(a); 注意指针函数与函数指针表示方法的不同,千万不要混淆。最简单的辨别方式就是看函数名前面的指针*号有没有被括号()包含,如果被包含就是函数指针,反之则是指针函数。来讲详细一些吧!请看下面 指针函数: 当一个函数声明其返回值为一个指针时,实际上就是返回一个地址给调用函数,以用于需要指针或地址的表达式中。 格式: 类型说明符* 函数名(参数) 当然了,由于返回的是一个地址,所以类型说明符一般都是int。 例如:int *GetDate(); int * aaa(int,int); 函数返回的是一个地址值,经常使用在返回数组的某一元素地址上。 int * GetDate(int wk,int dy); main() { int wk,dy; do { printf(Enter week(1-5)day(1-7)\n); scanf(%d%d,&wk,&dy); } while(wk<1||wk>5||dy<1||dy>7); printf(%d\n,*GetDate(wk,dy));
函数指针与指针函数的关系 【函数指针】 在程序运行中,函数代码是程序的算法指令部分,它们和数组一样也占用存储空间,都有相应的地址。可以使用指针变量指向数组的首地址,也可以使用指针变量指向函数代码的首地址,指向函数代码首地址的指针变量称为函数指针。1.函数指针定义 函数类型(*指针变量名)(形参列表); “函数类型”说明函数的返回类型,由于“()”的优先级高于“*”,所以指针变量名外的括号必不可少,后面的“形参列表”表示指针变量指向的函数所带的参数列表。例如: int (*f)(int x); double (*ptr)(double x); 在定义函数指针时请注意: 函数指针和它指向的函数的参数个数和类型都应该是—致的; 函数指针的类型和函数的返回值类型也必须是一致的。 2.函数指针的赋值 函数名和数组名一样代表了函数代码的首地址,因此在赋值时,直接将函数指针指向函数名就行了。 例如, int func(int x); /* 声明一个函数*/ int (*f) (int x); /* 声明一个函数指针*/ f=func; /* 将func函数的首地址赋给指针f */ 赋值时函数func不带括号,也不带参数,由于func代表函数的首地址,因此经过赋值以后,指针f就指向函数func(x)的代码的首地址。 3.通过函数指针调用函数 函数指针是通过函数名及有关参数进行调用的。 与其他指针变量相类似,如果指针变量pi是指向某整型变量i的指针,则*p等于它所指的变量i;如果pf是指向某浮点型变量f的指针,则*pf就等价于它所指
的变量f。同样地,*f是指向函数func(x)的指针,则*f就代表它所指向的函数func。所以在执行了f=func;之后,(*f)和func代表同一函数。 由于函数指针指向存储区中的某个函数,因此可以通过函数指针调用相应的函数。现在我们就讨论如何用函数指针调用函数,它应执行下面三步: 首先,要说明函数指针变量。 例如:int (*f)(int x); 其次,要对函数指针变量赋值。 例如:f=func; (func(x)必须先要有定义) 最后,要用(*指针变量)(参数表);调用函数。 例如:(*f)(x);(x必须先赋值) 【例】任意输入n个数,找出其中最大数,并且输出最大数值。 main() { int f(); int i,a,b; int (*p)(); /* 定义函数指针*/ scanf("%d",&a); p=f; /* 给函数指针p赋值,使它指向函数f */ for(i=1;i<9;i++) { scanf("%d",&b); a=(*p)(a,b); /* 通过指针p调用函数f */ } printf("The Max Number is:%d",a) } f(int x,int y) { int z;