m_sequencer和p_sequencer到底谁大

作者简介：

硅芯思见，主理人nano，主要从事芯片验证工作，平时会在公众号分享一些在芯片设计、验证的学习过程中遇到的各种问题，以及一些个人的想法。

在构建复杂的sequence序列的时候，我们经常会用到m_sequencer和p_sequencer，并且在很多资料中都提到两者实际指向的是同一个对象，那么为什么要同时存在他们两个，存在一个不就够用了吗？为此，本文通过示例说明下两者之间的关系。

首先，我们先来看看“白皮书”上的一个示例。

【示例】

“白皮书”中讲解在case0_sequence中如果企图通过m_sequencer引用my_sequencer中的变量将会报错，需要通过调用宏声明p_sequencer后通过p_sequencer才能引用my_sequencer中的变量，并且还强调了了m_sequencer和p_sequencer指向同一个对象，那么为什么m_sequencer不能直接访问my_sequencer中的变量呢？这里首先需要明白，在UVM中m_sequencer句柄的类型是uvm_sequencer_base，并且定义在uvm_sequence_item类中，可以理解为其是sequence的member sequencer的简写，是uvm_sequence_item类中的一个成员（如下图），用户编写的sequence大都派生自该类。在建立sequence和sequencer关系（uvm_sequence::start()）时，该成员将指向该sequence将要运行的sequencer。

那么，p_sequencer的类型是什么呢？我们从代码中的宏定义来看一下，这个宏定义展开如下。

在该宏中，SEQUENCER必须为“类型”，当程序中使用该宏时，SEQUENCER为用户自定义的sequencer，即示例中的my_sequencer，而因为宏中p_sequencer指定的类型为SEQUENCER，即也就是调用该宏时传入的参数my_sequencer，所以可以知道p_sequencer的类型为用户自定义的sequencer，即示例中的my_sequencer，而用户自定义的sequencer派生自uvm_sequencer。至此，我们也就知道了m_sequencer和p_sequencer的句柄类型。我们汇总下上述信息可以得到下图。

在声明p_sequencer的宏中，451行通过$cast将p_sequencer指向了m_sequencer指向的对象，而m_sequencer此时指向对象的类型就是用户自定义的sequencer，即经过一番骚操作之后，p_sequencer和m_sequencer指向了同一个sequencer。既然指向了同一个对象，为什么一个句柄（p_sequencer）可以访问对象的属性而另一个（m_sequencer）不行呢？这里就需要大家理解SystemVerilog中的句柄转换后，父类句柄都可以访问子类对象中的那些属性的问题。为了描述问题方便，我们通过一个简化示例来说明p_sequencer和m_sequencer之间的访问关系。

【示例】

【仿真结果】

示例中，m_sequencer句柄的类型为sequencer_base，p_sequencer句柄类型为sequencer_user，p_sequencer指向创建对象之后，可以访问sequencer_user中的属性user_str，通过显示函数显示出来，但是在18行将m_sequencer指向p_sequencer指向的对象之后，通过m_sequencer访问sequencer_user中的属性user_str析构时报错！这是因为在SystemVerilog中，如果企图使用父类句柄去访问子类对象时，父类句柄是不能直接访问子类对象中的属性成员，其实这也符合人之常情，时代在进步，子类肯定会具有一些父类所不具有的特性，这些特性就是父类所不具有也不能直接进行访问的。那么，如何实现父类对于子类中属性的访问呢？可以采用曲线救国的策略，我们可以通过父类句柄访问子类中的方法，并且该方法还必须是虚方法，然后在子类中的方法访问子类中的属性实现，只不过这样实现起来有些费劲，所以我们将一些通用的属性都放在父类中，这样可以实现这些资源的共享。

回到UVM中的m_sequencer和p_sequencer中，因为m_sequencer相当于是父类句柄，而p_sequencer是子类句柄，所以不能使用m_sequencer去访问子类句柄指向的子类对象。如果要实现对于子类对象的访问，那么应该如何实现呢？在SystemVerilog中，我们可以通过将指向子类对象的父类句柄通过$cast转换成具有子类对象类型的子类句柄，从而实现子类对象中属性的访问，我们还是通过上例进行示例说明。

【示例】

【仿真结果】

示例中，虽然m_sequencer句柄具有父类类型，但是其指向的是子类对象，所以此时可以通过$cast成功将p1_sequencer句柄指向m_sequencer指向的子类对象，因为p1_sequencer具有和子类对象相同的类型，所以p1_sequencer可以访问指向对象中所有的属性。

所以我们回到本文开始“白皮书”示例描述的，之所以出现“白皮书”中描述m_sequencer不能访问用户自定义的sequencer中属性的原因就是因为m_sequencer句柄的类型为当前自定义sequencer类型的父类，访问用户自定义sequencer类的对象中属性的方法只能通过具有该类型的句柄p_sequencer才行。