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| Checkoff benchmarks for optional 6.004 Design Project, Fall 2005
.include beta.uasm
. = 0
Reset: BR(Start)
IllOp: .breakpoint
BR(IllOp) | loop on unexpected illegal instruction
Trap: .breakpoint
BR(Trap) | loop on unexpected interrupt
. = 0x20
LONG(tos) | Location 0x20 contains pointer to end
Start:
CMOVE(0, R0) | 051123 SAW: Avoid Ra bug in LDR
LDR(tosp,SP)
BR(bench1,LP) | unsigned 16-bit divide
BR(bench2,LP) | list processing
BR(bench3,LP) | JIT emulation
BR(bench4,LP) | arithmetic for superscalars...
|| NB: Commented out; we're NOT requiring the multiplier this term!
|| BR(bench5,LP) | Multiplications
BR(bench6,LP) | RAM accesses
ST(LP,sdone,R31) | Store address of this instruction.
Done: .breakpoint
BR(Done)
tosp: LONG(tos)
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||
|| Benchmark #1
||
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| This benchmark makes two calls to an subroutine
| that performs an unsigned divide of its arguments,
| and then checks the returned results.
bench1:
PUSH(LP)
CMOVE(32761,R0)
CMOVE(5,R1)
BR(UDiv16,LP)
ST(R1,sbench1,R31) | quotient: should be 6552 = 0x1998
ST(R0,sbench1+4,R31) | remainder: should be 1
CMOVE(32227,R0)
CMOVE(37,R1)
BR(UDiv16,LP)
ST(R1,sbench1+8,R31) | quotient: should be 871 = 0x367
ST(R0,sbench1+12,R31) | remainder: should be 0
POP(LP)
JMP(LP)
| unsigned 16-bit divide: R0 = dividend, R1 = divisor
| results: R0 = remainder, R1 = quotient
UDiv16:
CMOVE(16,R2) | W = 16
CMOVE(0,R3) | Q = 0
Uloop: SHL(R1,R2,R4) | r4 = divisor << iter
CMOVE(1,R5)
SHL(R5,R2,R5) | r5 = 1 << iter
CMPLTC(R0,0,R6)
BT(R6,Uneg)
SUB(R0,R4,R0) | R -= divisor << iter
ADD(R3,R5,R3) | Q += 1 << iter
BR(Unext)
Uneg: ADD(R0,R4,R0) | R += divisor << iter
SUB(R3,R5,R3) | Q -= 1 << iter
Unext: SUBC(R2,1,R2) | iter -= 1
CMPLTC(R2,0,R6)
BF(R6,Uloop)
CMPLTC(R0,0,R6)
BF(R6,Udone)
ADD(R1,R0,R0)
SUBC(R3,1,R3)
Udone: MOVE(R3,R1) | R0 = remainder, R1 = quotient
JMP(LP)
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|| Benchmark #2
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| This benchmark makes two subroutine calls: one
| to do an in-place reverse an 11-element list,
| the second to compare the reversed list with a
| "answer" list to see if all went well.
bench2: PUSH(LP)
CMOVE(list1,R0)
PUSH(R0)
BR(Reverse,LP)
DEALLOCATE(1)
PUSH(R0)
CMOVE(list2,R0)
PUSH(R0)
BR(Equal,LP)
DEALLOCATE(2)
ST(R0,sbench2,R31) | should be 1
POP(LP)
JMP(LP)
| in-place reverse of list
Reverse:
PUSH(LP)
PUSH(BP)
MOVE(SP,BP)
PUSH(R1)
PUSH(R2)
CMOVE(0,R0) | last = nil
LD(BP,-12,R1)
BEQ(R1,Rdone)
Rloop:
LD(R1,4,R2) | next = cdr(this)
ST(R0,4,R1)
MOVE(R1,R0) | last = this
MOVE(R2,R1) | this = next
BNE(R1,Rloop)
Rdone: | return last
POP(R2)
POP(R1)
POP(BP)
POP(LP)
JMP(LP)
| see if two lists are equal
Equal:
PUSH(LP)
PUSH(BP)
MOVE(SP,BP)
PUSH(R1)
PUSH(R2)
PUSH(R3)
LD(BP,-12,R0)
LD(BP,-16,R1)
Eloop:
BNE(R0,E1) | if (null R0) and (null R1) return t
BEQ(R1,Etrue)
E1:
BEQ(R1,Efalse)
LD(R0,0,R2)
LD(R1,0,R3)
CMPEQ(R2,R3,R2)
BF(R2,Efalse)
LD(R0,4,R0)
LD(R1,4,R1)
BR(Eloop)
Efalse:
CMOVE(0,R0)
BR(Edone)
Etrue:
CMOVE(1,R0) | return t
Edone:
POP(R3)
POP(R2)
POP(R1)
POP(BP)
POP(LP)
JMP(LP)
list2: LONG(1)
LONG(list2a)
list2i: LONG(10)
LONG(list2j)
list2b: LONG(3)
LONG(list2c)
list2h: LONG(9)
LONG(list2i)
list2d: LONG(5)
LONG(list2e)
list2f: LONG(7)
LONG(list2g)
list2e: LONG(6)
LONG(list2f)
list2c: LONG(4)
LONG(list2d)
list2g: LONG(8)
LONG(list2h)
list2a: LONG(2)
LONG(list2b)
list2j: LONG(11)
LONG(0)
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
||
|| Benchmark #3
||
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| This benchmark makes a copy of itself 0x200
| bytes further up in memory and then jumps
| to the first location of the copy. The
| process is repeated 2 times.
bench3: PUSH(LP)
CMOVE(2,R2)
CMOVE(sbench3,R7)
b3Start:
BR(.+4,LP)
CMOVE(b3End-b3Start,R0)
MOVE(R7,R6)
b3Loop: LD(LP,-4,R1)
ST(R1,0,R7)
ADDC(LP,4,LP)
ADDC(R7,4,R7)
SUBC(R0,4,R0)
BNE(R0,b3Loop)
SUBC(R2,1,R2)
BEQ(R2,b3Done)
JMP(R6) | also enters user mode!
b3Done: POP(LP)
JMP(LP)
b3End:
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|| Benchmark #4
||
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| This benchmark just performs a lot register arithmetic
| and writes the result to memory -- should be a slam
| dunk for pipelined and superscalar machines.
bench4: CMOVE(0,R0) | initialize accumulators
CMOVE(0,R1)
CMOVE(20,R2) | loop counter
b4loop: ADDC(R0,1,R0)
ADDC(R1,3,R1)
ADD(R0,R1,R0)
ADD(R0,R1,R1)
SUBC(R2,1,R2)
BNE(R2,b4loop)
ADD(R1,R0,R0) | catch annullment problems
ST(R0,sbench4,R31) | should be 0x5D7BD920
JMP(LP)
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
||
|| Benchmark #5
||
|| This was put in just to make the cheap expedient of eliminating the multipler
|| not be sufficient to gain lots of points...
||
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
bench5:
CMOVE(-1234, R0)
MULC(R0, -5432, R0)
ST(R0, sbench5, R31)
JMP(LP)
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
||
|| Benchmark #6
||
|| This was put in just to make the cheap expedient of reducing main memory
|| not be sufficient to gain lots of points...
||
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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bench6:
CMOVE(4096, R0) | We'd better have 1024 words of RAM...
ST(LP, -4, R0)
LD(R0, -4, R0)
ST(R0, sbench6, R31)
JMP(LP)
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
||
|| Benchmark r/w storage
||
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
sbench1: | benchmark #1 results: 4 words
LONG(0xEDEDEDED) | should be overwritten...
LONG(0xEDEDEDED) | should be overwritten...
LONG(0xEDEDEDED) | should be overwritten...
LONG(0xEDEDEDED) | should be overwritten...
sbench2: | benchmark #2 results: 1 word + list
LONG(0xEDEDEDED)
list1x: LONG(1)
LONG(0)
list1i: LONG(10)
LONG(list1h)
list1b: LONG(3)
LONG(list1a)
list1h: LONG(9)
LONG(list1g)
list1d: LONG(5)
LONG(list1c)
list1f: LONG(7)
LONG(list1e)
list1e: LONG(6)
LONG(list1d)
list1c: LONG(4)
LONG(list1b)
list1g: LONG(8)
LONG(list1f)
list1a: LONG(2)
LONG(list1x)
list1: LONG(11)
LONG(list1i)
sbench3: | benchmark #3 results: 30 words
. = . + (4*30)
sbench4: | benchmark #4 results: 1 word
LONG(0xEDEDEDED) | should be overwritten...
sbench5:
LONG(0xDEADBEEF) | benchmark # 5 results
sbench6:
LONG(0xBADBABE)
sdone: | finish marker
LONG(0xEDEDEDED) | should be overwritten...
tos: . = . + 0x100
. = 0x1000