Расчёт точного времени выполнения команд различными процессорами архитектуры PDP-11.

[Patron]

Новый тест MovPCy должен помочь лучше протестировать "стрёмные" команды.

При запуске теста можно задать следующие параметры:

.RU MOVPCY
MovPCy - v1.0
CPU KHz:   5300 >
MTPS   :      0 >
Command: 011700 >
Row Len:   1000 >
Word W1: 000240 >
Word W2: 000240 >
Word W3: 000240 >
Loops  :    106 >
 
Command: 011700         Loops:   106   ;  Ticks:   30
 
R0: 000240  ;  R1: 000000  ;  R2: 000000  ;  R3: 000000
R0:    160  ;  R1:      0  ;  R2:      0  ;  R3:      0
 
Program completed.
 
.

CPU KHz - Тактовая частота тестируемого процессора в килогерцах (десятичное).
MTPS    - Значение PSW во время тестирования (восьмеричное).
Command - Тестируемая команда (восьмеричное).
Row Len - Число экземпляров (1..10000) тестируемой команды в тестовом буфере.
Word W1 - Первое слово после тестируемой последовательности (восьмеричное).
Word W2 - Второе слово после тестируемой последовательности (восьмеричное).
Word W3 - Третье слово после тестируемой последовательности (восьмеричное).
Loops   - Число циклов ( лучше не трогать ).

Тестовая последовательность завершается следующим кодом:

Foot0:

W1:	Nop
W2:	Nop
W3:	Nop

	Dec	R5
	BEq	1$

	Jmp	@#LoopStart
	.Word	Bad.Jmp
1$:
	Mov	#R.T.I, @#100
	Inc	R4
	MTPS	#0
	Return
Foot1:

Разрешается изменять значения регистров R0, R1, R2, R3.
Перед началом теста эти регистры обнуляются.

...

[Advertiser]

[Alex_K]

Новый тест MovPCy должен помочь лучше протестировать "стрёмные" команды.

Еще раз БОЛЬШОЕ СПАСИБО Patron-у за этот тест. В результате тестирования выяснилось, что разные команды работают по разному после MOV @PC,R0. Поведение более-менее поддается анализу за исключением команд установки/снятия признаков. В этом случае раз на раз не приходится, потому при употреблении трех NOP и получались такие разные результаты.
Потестировал на УКНЦ литеры 3. Ее поведение практически ничем не отличается от УКНЦ литеры 7 с 1515ХМ1-031. Но рассмотрим наиболее интересные случаи.

1. Сперва употребляется пара NOP, потом INC R3:

Скрытый текст

[свернуть]

При этом выборе иногда, часто, получается TRAP10. Сразу видно, что в R0 содержится 0137, а не 0240. Само значение 0137 содержится по адресу 055724, а 0240 по адресу 055712, разница составляет 012. Сразу же за ячейкой 055724 со значением 0137 расположена ячейка 055726 со значением 06650, при исполнении этой команды и возникает TRAP10. Также видно, что INC R3 и DEC R5 ни разу не сработали, хотя висел этот тест продолжительное время, получается довольно часто попадало на JMP @#6650.

2. Либо все три NOP, или сперва INC R1, потом два NOP:

Скрытый текст

[свернуть]

В этих вариантах часто срабатывает TRAP4, а INC R1 исполняется два раза. По аналогии с первым результатом в качестве TRAP4 может служить исполнение кода 0100 по адресу 055736. И еще - в R0 ложится младший байт, а не слово.

3. Два INC и один NOP. Без комментариев, ибо не объяснимо.

Скрытый текст

[свернуть]

4. Один NOP между двумя INC.

Скрытый текст

[свернуть]

Видно, что INC R1 всегда исполняется два раза, а вот INC R3 после NOP не всегда исполняется.

Вот такие вот дела. Остальные команды предсказуемы, но разная реакция на них. Потестирую, опишу.

[Titus]

Ну так что, есть предварительное описание глюка?

[Alex_K]

Ну так что, есть предварительное описание глюка?

После двухадресной команды, если в качестве источника используется @PC, и если команда не нарушает предвыборку (из одного слова и не записывает по адресу PC), то следующая за ней команда, не нарушающая предвыборку, исполняется два раза. Затем все адресации по счетчику команд смещаются на 2, это касается и команд коротких переходов и прерываний (в стек ложится PC+2). Хотя адресации по PC и смещаются, но команды выполняются. А вот тут зависит уже от типа команд. После некоторых следующая за ними команда может не исполнится.
Но все это надо дополнительно тестировать в пультовом отладчике, т.к. тест Patron-а дает задать только три команды. В пультовом отладчике может и медленней, но гибче.
А вот поведение команд установки/снятия признаков (0240-0277) вообще не поддается никакому логическому анализу. Видно сказывается разное тактирование процессора и памяти, видно зависит от разницы в выборке слова из памяти.
Эх, протестировать бы на МС1201.02, там память не надо разделять с видеоадаптером, там уже время выборки должно быть стабильным.

[Titus]

Думаю, что этот глюк произошел из-за того, что адресация в адресации по (PC) не предполагалось использования регистра без автоинкремента. Т.е. по умолчанию считалось, что если адресация по (PC), то это именно (PC)+, использующееся как обращение к непосредственным данным внутри команды, и все компенсации кеша были заточены под нее.

[Alex_K]

Думаю, что этот глюк произошел из-за того, что адресация в адресации по (PC) не предполагалось использования регистра без автоинкремента. Т.е. по умолчанию считалось, что если адресация по (PC), то это именно (PC)+, использующееся как обращение к непосредственным данным внутри команды, и все компенсации кеша были заточены под нее.

Здесь я абсолютно согласен, не только 27( (PC)+ ), но и 37( @(PC)+ ), 6х и 7х. В этом случае нужный аргумент уже извлекался в результате предвыборки и микрокод это учитывал, чтобы два раза не читать. Но после этих адресаций счетчик команд увеличивался на два, а в случае с @PC оставался тем же. Глюк может быть связан еще с тем, что есть два счетчика команд СК1 и СК2. СК2 вроде всегда больше СК1 на два, но в этом глюке между ними получается рассинхронизация. И кстати по описанию на процессор команды установки/снятия признаков используют внутренний сигнал признака байта, чтобы записывать только в младший байт PSW, может уже начинается дешифрация NOP, потому в R0 и оказывается только младший байт. Но все это предположения, надо знать микрокод, хотя кое-что в ТО описано, надо посмотреть по блок-схемам.

[Patron]

Мне, как верному адепту "питательной" теории было особенно интересно увидеть:

?MON-F-Power fail halt

Какой блок УКНЦ вырабатывает это прерывание?
Типа, процессор как-то анализирует входное напряжение?

[Alex_K]

Мне, как верному адепту "питательной" теории было особенно интересно увидеть:

?MON-F-Power fail halt

Какой блок УКНЦ вырабатывает это прерывание?
Типа, процессор как-то анализирует входное напряжение?

В ЦП вход ACLO управляется из магистрали ПП через регистр 177716 (также как и входы DCLO и HALT). Так что питательная теория в отношении ЦП отпадает. А вот на ПП ACLO и DCLO поступают со схемы запуска, которая формирует необходимые задержки этих сигналов. В этой же схеме и находится кнопка сброса для перезапуска УКНЦ. А уже программа в ПЗУ ПП через регистр 177716 запускает ЦП.

[Patron]

тест дает задать только три команды

А сколько хотелось бы ?

[Alex_K]

А сколько хотелось бы ?

Много. Да и длину допкоманд также задавать. Но как быть, если захочешь протестировать команды с автоинкрементным способом адресации, которые записывают значения в какой-нибудь буфер?

---------- Post added at 23:56 ---------- Previous post was at 23:54 ----------

Так же задавать предварительные значения в регистрах.