MSP430-FORTH/TSTWORDS.f

   1 \ -----------------------------
   2 \ MSP-EXP430FR5969_TSTWORDS.f
   3 \ -----------------------------
   4
   5 \ first, we do some tests allowing the download
   6     CODE ABORT_TSTWORDS
   7     SUB #2,PSP
   8     MOV TOS,0(PSP)
   9     MOV &VERSION,TOS
  10     SUB #401,TOS        \ FastForth V4.1
  11     COLON
  12     'CR' EMIT            \ return to column 1 without 'LF'
  13     ABORT" FastForth V4.1 please!"
  14     RST_RET           \ remove ABORT_TEST_ASM definition before resuming
  15     ;
  16
  17     ABORT_TSTWORDS      \ abort test
  18
  19 ; ------------------------------------------------------------------
  20 ; first we download the set of definitions we need (from CORE_ANS.f)
  21 ; ------------------------------------------------------------------
  22
  23     [UNDEFINED] 0=
  24     [IF]
  25 \ https://forth-standard.org/standard/core/ZeroEqual
  26 \ 0=     n/u -- flag    return true if TOS=0
  27     CODE 0=
  28     SUB #1,TOS      \ 1 borrow (clear cy) if TOS was 0
  29     SUBC TOS,TOS    \ 1 TOS=-1 if borrow was set
  30     MOV @IP+,PC
  31     ENDCODE
  32     [THEN]
  33
  34     [UNDEFINED] DUP
  35     [IF]    \ define DUP and ?DUP
  36 \ https://forth-standard.org/standard/core/DUP
  37 \ DUP      x -- x x      duplicate top of stack
  38     CODE DUP
  39 BW1 SUB #2,PSP      \ 2  push old TOS..
  40     MOV TOS,0(PSP)  \ 3  ..onto stack
  41     MOV @IP+,PC     \ 4
  42     ENDCODE
  43
  44 \ https://forth-standard.org/standard/core/qDUP
  45 \ ?DUP     x -- 0 | x x    DUP if nonzero
  46     CODE ?DUP
  47     CMP #0,TOS      \ 2  test for TOS nonzero
  48     0<> ?GOTO BW1   \ 2
  49     MOV @IP+,PC     \ 4
  50     ENDCODE
  51     [THEN]
  52
  53     [UNDEFINED] IF
  54     [IF]     \ define IF THEN
  55
  56 \ https://forth-standard.org/standard/core/IF
  57 \ IF       -- IFadr    initialize conditional forward branch
  58     CODE IF
  59     SUB #2,PSP              \
  60     MOV TOS,0(PSP)          \
  61     MOV &DP,TOS             \ -- HERE
  62     ADD #4,&DP            \           compile one word, reserve one word
  63     MOV #QFBRAN,0(TOS)      \ -- HERE   compile QFBRAN
  64     ADD #2,TOS              \ -- HERE+2=IFadr
  65     MOV @IP+,PC
  66     ENDCODE IMMEDIATE
  67
  68 \ https://forth-standard.org/standard/core/THEN
  69 \ THEN     IFadr --                resolve forward branch
  70     CODE THEN
  71     MOV &DP,0(TOS)          \ -- IFadr
  72     MOV @PSP+,TOS           \ --
  73     MOV @IP+,PC
  74     ENDCODE IMMEDIATE
  75     [THEN]
  76
  77     [UNDEFINED] ELSE
  78     [IF]
  79 \ https://forth-standard.org/standard/core/ELSE
  80 \ ELSE     IFadr -- ELSEadr        resolve forward IF branch, leave ELSEadr on stack
  81     CODE ELSE
  82     ADD #4,&DP              \ make room to compile two words
  83     MOV &DP,W               \ W=HERE+4
  84     MOV #BRAN,-4(W)
  85     MOV W,0(TOS)            \ HERE+4 ==> [IFadr]
  86     SUB #2,W                \ HERE+2
  87     MOV W,TOS               \ -- ELSEadr
  88     MOV @IP+,PC
  89     ENDCODE IMMEDIATE
  90     [THEN]
  91
  92     [UNDEFINED] SWAP
  93     [IF]
  94 \ https://forth-standard.org/standard/core/SWAP
  95 \ SWAP     x1 x2 -- x2 x1    swap top two items
  96     CODE SWAP
  97     PUSH TOS            \ 3
  98     MOV @PSP,TOS        \ 2
  99     MOV @RSP+,0(PSP)    \ 4
 100     MOV @IP+,PC         \ 4
 101     ENDCODE
 102     [THEN]
 103
 104     [UNDEFINED] BEGIN
 105     [IF]  \ define BEGIN UNTIL AGAIN WHILE REPEAT
 106
 107 \ https://forth-standard.org/standard/core/BEGIN
 108 \ BEGIN    -- BEGINadr             initialize backward branch
 109     CODE BEGIN
 110     MOV #BEGIN,PC
 111     ENDCODE IMMEDIATE
 112
 113 \ https://forth-standard.org/standard/core/UNTIL
 114 \ UNTIL    BEGINadr --             resolve conditional backward branch
 115     CODE UNTIL
 116     MOV #QFBRAN,X
 117 BW1 ADD #4,&DP          \ compile two words
 118     MOV &DP,W           \ W = HERE
 119     MOV X,-4(W)         \ compile Bran or QFBRAN at HERE
 120     MOV TOS,-2(W)       \ compile bakcward adr at HERE+2
 121     MOV @PSP+,TOS
 122     MOV @IP+,PC
 123     ENDCODE IMMEDIATE
 124
 125 \ https://forth-standard.org/standard/core/AGAIN
 126 \ AGAIN    BEGINadr --             resolve uncondionnal backward branch
 127     CODE AGAIN
 128     MOV #BRAN,X
 129     GOTO BW1
 130     ENDCODE IMMEDIATE
 131
 132 \ https://forth-standard.org/standard/core/WHILE
 133 \ WHILE    BEGINadr -- WHILEadr BEGINadr
 134     : WHILE
 135     POSTPONE IF SWAP
 136     ; IMMEDIATE
 137
 138 \ https://forth-standard.org/standard/core/REPEAT
 139 \ REPEAT   WHILEadr BEGINadr --     resolve WHILE loop
 140     : REPEAT
 141     POSTPONE AGAIN POSTPONE THEN
 142     ; IMMEDIATE
 143     [THEN]
 144
 145     [UNDEFINED] DO
 146     [IF]     \ define DO LOOP +LOOP
 147
 148 \ https://forth-standard.org/standard/core/DO
 149 \ DO       -- DOadr   L: -- 0
 150     HDNCODE XDO         \ DO run time
 151     MOV #$8000,X        \ 2 compute 8000h-limit = "fudge factor"
 152     SUB @PSP+,X         \ 2
 153     MOV TOS,Y           \ 1 loop ctr = index+fudge
 154     ADD X,Y             \ 1 Y = INDEX
 155     PUSHM #2,X          \ 4 PUSHM X,Y, i.e. PUSHM LIMIT, INDEX
 156     MOV @PSP+,TOS       \ 2
 157     MOV @IP+,PC         \ 4
 158     ENDCODE
 159
 160     CODE DO
 161     SUB #2,PSP          \
 162     MOV TOS,0(PSP)      \
 163     ADD #2,&DP          \   make room to compile xdo
 164     MOV &DP,TOS         \ -- HERE+2
 165     MOV #XDO,-2(TOS)    \   compile xdo
 166     ADD #2,&LEAVEPTR    \ -- HERE+2     LEAVEPTR+2
 167     MOV &LEAVEPTR,W     \
 168     MOV #0,0(W)         \ -- HERE+2     L-- 0, init
 169     MOV @IP+,PC
 170     ENDCODE IMMEDIATE
 171
 172     HDNCODE XLOOP       \   LOOP run time
 173     ADD #1,0(RSP)       \ 4 increment INDEX
 174 BW1 BIT #$100,SR        \ 2 is overflow bit set?
 175     0= IF               \   branch if no overflow
 176         MOV @IP,IP
 177         MOV @IP+,PC
 178     THEN
 179     ADD #4,RSP          \ 1 empties RSP
 180     ADD #2,IP           \ 1 overflow = loop done, skip branch ofs
 181     MOV @IP+,PC         \ 4 14~ taken or not taken xloop/loop
 182     ENDCODE             \
 183
 184 \ https://forth-standard.org/standard/core/LOOP
 185 \ LOOP    DOadr --         L-- an an-1 .. a1 0
 186     CODE LOOP
 187     MOV #XLOOP,X
 188 BW2 ADD #4,&DP          \ make room to compile two words
 189     MOV &DP,W
 190     MOV X,-4(W)         \ xloop --> HERE
 191     MOV TOS,-2(W)       \ DOadr --> HERE+2
 192     BEGIN                   \ resolve all "leave" adr
 193         MOV &LEAVEPTR,TOS   \ -- Adr of top LeaveStack cell
 194         SUB #2,&LEAVEPTR    \ --
 195         MOV @TOS,TOS        \ -- first LeaveStack value
 196         CMP #0,TOS          \ -- = value left by DO ?
 197     0<> WHILE
 198         MOV W,0(TOS)        \ move adr after loop as UNLOOP adr
 199     REPEAT
 200     MOV @PSP+,TOS
 201     MOV @IP+,PC
 202     ENDCODE IMMEDIATE
 203
 204     HDNCODE XPLOO   \   +LOOP run time
 205     ADD TOS,0(RSP)  \ 4 increment INDEX by TOS value
 206     MOV @PSP+,TOS   \ 2 get new TOS, doesn't change flags
 207     GOTO BW1        \ 2
 208     ENDCODE         \
 209
 210 \ https://forth-standard.org/standard/core/PlusLOOP
 211 \ +LOOP   adrs --   L-- an an-1 .. a1 0
 212     CODE +LOOP
 213     MOV #XPLOO,X
 214     GOTO BW2
 215     ENDCODE IMMEDIATE
 216     [THEN]
 217
 218 ; --------------------------
 219 ; end of definitions we need
 220 ; --------------------------
 221
 222 ECHO
 223
 224 ; -----------------------------------------------------------------------
 225 ; test some assembler words and show how to mix FORTH/ASSEMBLER routines
 226 ; -----------------------------------------------------------------------
 227
 228 LOAD" \misc\TestASM.4th"
 229
 230 ECHO
 231
 232 ; -------------------------------------
 233 ; here we returned in the TestWords.4th
 234 ; -------------------------------------
 235
 236 \ ----------
 237 \ LOOP tests
 238 \ ----------
 239 : LOOP_TEST 8 0 DO I . LOOP
 240 ;
 241
 242 LOOP_TEST   \ you should see 0 1 2 3 4 5 6 7 -->
 243
 244
 245 : LOOP_TEST1    \   n <LOOP_TEST1> ---
 246     BEGIN   DUP U. 1 -
 247     ?DUP
 248     0= UNTIL
 249 ;
 250 \
 251 \ : LOOP_MAX      \ FIND_NOTHING      --
 252 \     0 0
 253 \     DO
 254 \     LOOP            \ 14 cycles by loop
 255 \     ABORT" 65536 LOOP "
 256 \ ;
 257 \
 258 : FIND_TEST            \ FIND_TEST <word>     --
 259    $20 WORD             \ -- c-addr
 260        50000 0
 261        DO              \ -- c-addr
 262            DUP
 263            FIND DROP DROP
 264        LOOP
 265     FIND
 266     0=  IF ABORT" <-- not found !"
 267         ELSE ABORT" <-- found !"
 268         THEN
 269  ;
 270 \
 271 \ \ seeking $ word, FIND jumps all words on their first character so time of word loop is 20 cycles
 272 \ \ see FIND in the source file for more information
 273 \ \
 274 \ \ FIND_TEST <lastword> result @ 8MHz, monothread : 1,2s
 275 \ \
 276 \ \ FIND_TEST $ results @ 8MHz, monothread, 201 words in vocabulary FORTH :
 277 \ \ 27 seconds with only FORTH vocabulary in CONTEXT
 278 \ \ 540 us for one search ( which gives the delay for QNUMBER in INTERPRET routine)
 279 \ \ 2.6866 us / word, 21,49 cycles / word (for 20 cycles calculated (see FIND in source file)
 280 \ \
 281 \ \
 282 \ \ FIND_TEST $ results @ 8MHz, 2 threads, 201 words in vocabulary FORTH :
 283 \ \ 13 second with only FORTH vocabulary in CONTEXT
 284 \ \ 260 us for one search ( which gives the delay for QNUMBER in INTERPRET routine)
 285 \ \ 1,293 us / word, 10,34 cycles / word
 286 \ \
 287 \ \ FIND_TEST $ results @ 8MHz, 4 threads, 201 words in vocabulary FORTH :
 288 \ \ 8 second with only FORTH vocabulary in CONTEXT
 289 \ \ 160 us for one search ( which gives the delay for QNUMBER in INTERPRET routine)
 290 \ \ 0,796 us / word, 6,37 cycles / word
 291 \ \
 292 \ \ FIND_TEST $ results @ 8MHz, 8 threads, 201 words in vocabulary FORTH :
 293 \ \ 4.66 second with only FORTH vocabulary in CONTEXT
 294 \ \ 93 us for one search ( which gives the delay for QNUMBER in INTERPRET routine)
 295 \ \ 0,4463 us / word, 3,7 cycles / word
 296 \ \
 297 \ \ FIND_TEST $ results @ 8MHz, 16 threads, 201 words in vocabulary FORTH :
 298 \ \ 2,8 second with only FORTH vocabulary in CONTEXT
 299 \ \ 56 us for one search ( which gives the delay for QNUMBER in INTERPRET routine)
 300 \ \ 0,278 us / word, 2,22 cycles / word
 301 \ \
 302 \ \ --------
 303 \ \ KEY test
 304 \ \ --------
 305 \ : KEY_TEST
 306 \     ."  type a key : "
 307 \     KEY EMIT    \ wait for a KEY, then emit it
 308 \ ;
 309 \ \ KEY_TEST
 310