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David Harris
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// Author: Rose Thompson <ross1728@gmail.com>
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# Purpose: Tests the 3 Zicbom cache instructions which all operate on cacheline
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# granularity blocks of memory. Invalidate: Clears valid and dirty bits
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# and does not write back. Clean: Writes back dirty cacheline if needed
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# and clears dirty bit. Does NOT clear valid bit. Flush: Cleans and then
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# Invalidates. These operations apply to all caches in the memory system.
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# The tests are divided into three parts one for the data cache, instruction cache
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# and checks to verify the uncached regions of memory cause exceptions.
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||||||
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# -----------
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|
# Copyright (c) 2020. RISC-V International. All rights reserved.
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|
# SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
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||||||
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# -----------
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||||||
|
#
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||||||
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# This assembly file tests the cbo.inval, cbo.clean, and cbo.flush instructions of the RISC-V Zicbom extension.
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||||||
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#
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||||||
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||||||
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#include "model_test.h"
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#include "arch_test.h"
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RVTEST_ISA("RV32I_Zicbom")
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# Test code region
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||||||
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.section .text.init
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.globl rvtest_entry_point
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rvtest_entry_point:
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||||||
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RVMODEL_BOOT
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||||||
|
RVTEST_CODE_BEGIN
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||||||
|
RVTEST_CASE(0,"//check ISA:=regex(.*32.*);check ISA:=regex(.*I.*);def TEST_CASE_1=True;def NO_SAIL=True;",cbo.inval)
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||||||
|
|
||||||
|
RVMODEL_IO_WRITE_STR(x31, "# Test Begin\n")
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||||||
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|
CBOMTest:
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||||||
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# *** TODO
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|
# first need to discover the length of the cacheline.
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|
# for now assume it is 64 bytes
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||||||
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#addi sp, sp, -16
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||||||
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#sd s0, 0(sp)
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||||||
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#sd ra, 8(sp)
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||||||
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||||||
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la s0, signature
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################################################################################
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||||||
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# INVALIDATE D$
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################################################################################
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# theory of operation
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|
# 1. Read several cachelines of data from memory into the d cache and copy to a second region of memory
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||||||
|
# 2. Then verify the second region has the same data
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|
# 3. Invalidate the second region
|
||||||
|
# 4. Verify the second region has the original invalid data
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||||||
|
# DON'T batch each step. We want to see the transition between cachelines. The current should be invalidated
|
||||||
|
# but the next should have the copied data.
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||||||
|
|
||||||
|
# step 1
|
||||||
|
CBOMTest_inval_step1:
|
||||||
|
la a0, SourceData
|
||||||
|
la a1, Destination1
|
||||||
|
li a2, 128
|
||||||
|
jal ra, memcpy4
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 2
|
||||||
|
CBOMTest_inval_step2:
|
||||||
|
la a0, SourceData
|
||||||
|
la a1, Destination1
|
||||||
|
li a2, 128
|
||||||
|
jal ra, memcmp4
|
||||||
|
sw a0, 0(s0) # should be -1
|
||||||
|
addi s0, s0, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 3
|
||||||
|
CBOMTest_inval_step3:
|
||||||
|
la a1, Destination1
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
# step 4 (should be Invalid)
|
||||||
|
la a0, DeadBeafData1
|
||||||
|
la a1, Destination1
|
||||||
|
li a2, 16
|
||||||
|
jal ra, memcmp4
|
||||||
|
sw a0, 0(s0) # should be -1
|
||||||
|
addi s0, s0, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 4 next line (should still be valid)
|
||||||
|
CBOMTest_inval_step4:
|
||||||
|
la a0, SourceData+64
|
||||||
|
la a1, Destination1+64
|
||||||
|
li a2, 16
|
||||||
|
jal ra, memcmp4
|
||||||
|
sw a0, 0(s0) # should be -1
|
||||||
|
addi s0, s0, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 3 (Invalidate all remaining lines)
|
||||||
|
CBOMTest_inval_step3_all:
|
||||||
|
la a1, Destination1+64
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
cbo.inval (a1) # verify invalidating an already non present line does not cause an issue.
|
||||||
|
la a1, Destination1+128
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination1+192
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination1+256
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination1+320
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination1+384
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination1+448
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 4 All should be invalid
|
||||||
|
CBOMTest_inval_step4_all:
|
||||||
|
la a0, DeadBeafData1
|
||||||
|
la a1, Destination1
|
||||||
|
li a2, 128
|
||||||
|
jal ra, memcmp4
|
||||||
|
sw a0, 0(s0) # should be -1
|
||||||
|
addi s0, s0, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
################################################################################
|
||||||
|
# Clean D$
|
||||||
|
################################################################################
|
||||||
|
|
||||||
|
# theory of operation
|
||||||
|
# 1. Read several cachelines of data from memory into the d cache and copy to a second region of memory
|
||||||
|
# 2. Then verify the second region has the same data
|
||||||
|
# 3. Invalidate the second region
|
||||||
|
# 4. Verify the second region has the original invalid data
|
||||||
|
# 5. Repeat step 1
|
||||||
|
# 6. Clean cachelines
|
||||||
|
# 7. Verify the second region has the same data
|
||||||
|
# 8. Invalidate the second region
|
||||||
|
# 9. Verify again but this time it should contain the same data
|
||||||
|
# DON'T batch each step. We want to see the transition between cachelines. The current should be invalidated
|
||||||
|
# but the next should have the copied data.
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 1
|
||||||
|
CBOMTest_clean_step1:
|
||||||
|
la a0, SourceData
|
||||||
|
la a1, Destination2
|
||||||
|
li a2, 128
|
||||||
|
jal ra, memcpy4
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 2
|
||||||
|
CBOMTest_clean_step2:
|
||||||
|
la a0, SourceData
|
||||||
|
la a1, Destination2
|
||||||
|
li a2, 128
|
||||||
|
jal ra, memcmp4
|
||||||
|
sw a0, 0(s0) # should be -1
|
||||||
|
addi s0, s0, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 3
|
||||||
|
CBOMTest_clean_step3:
|
||||||
|
la a1, Destination2
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+64
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+128
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+192
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+256
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+320
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+384
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+448
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 4 All should be invalid
|
||||||
|
CBOMTest_clean_step4:
|
||||||
|
la a0, DeadBeafData1
|
||||||
|
la a1, Destination2
|
||||||
|
li a2, 128
|
||||||
|
jal ra, memcmp4
|
||||||
|
sw a0, 0(s0) # should be -1
|
||||||
|
addi s0, s0, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 5
|
||||||
|
CBOMTest_clean_step5:
|
||||||
|
la a0, SourceData
|
||||||
|
la a1, Destination2
|
||||||
|
li a2, 128
|
||||||
|
jal ra, memcpy4
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 6 only clean 1 line
|
||||||
|
CBOMTest_clean_step6:
|
||||||
|
la a1, Destination2
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 7 only check that 1 line
|
||||||
|
CBOMTest_clean_step7:
|
||||||
|
la a0, SourceData
|
||||||
|
la a1, Destination2
|
||||||
|
li a2, 16
|
||||||
|
jal ra, memcmp4
|
||||||
|
sw a0, 0(s0) # should be -1
|
||||||
|
addi s0, s0, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 8 invalidate that 1 line and the next
|
||||||
|
CBOMTest_clean_step8:
|
||||||
|
la a1, Destination2
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+64
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 9 that 1 line should contain the valid data
|
||||||
|
CBOMTest_clean_step9_line1:
|
||||||
|
la a0, SourceData
|
||||||
|
la a1, Destination2
|
||||||
|
li a2, 16
|
||||||
|
jal ra, memcmp4
|
||||||
|
sw a0, 0(s0) # should be -1
|
||||||
|
addi s0, s0, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 9 the next should contain the invalid data
|
||||||
|
CBOMTest_clean_step9_line2:
|
||||||
|
la a0, DeadBeafData1
|
||||||
|
la a1, Destination2+64
|
||||||
|
li a2, 16
|
||||||
|
jal ra, memcmp4
|
||||||
|
sw a0, 0(s0) # should be -1
|
||||||
|
addi s0, s0, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 5 # now recopy the one we just corrupted
|
||||||
|
CBOMTest_clean_step5_recopy_line2:
|
||||||
|
la a0, SourceData+64
|
||||||
|
la a1, Destination2+64
|
||||||
|
li a2, 16
|
||||||
|
jal ra, memcpy4
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 6 # clean the remaining
|
||||||
|
CBOMTest_clean_step6_clean_all:
|
||||||
|
la a1, Destination2+64
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+128
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+192
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+256
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+320
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+384
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+448
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
cbo.clean (a1)
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 8 # invalidate all remaining
|
||||||
|
CBOMTest_clean_step7_invalidate_all:
|
||||||
|
la a1, Destination2
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+64
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+128
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+192
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+256
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+320
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+384
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination2+448
|
||||||
|
cbo.inval (a1)
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 9 # check all
|
||||||
|
CBOMTest_clean_step9_check_all:
|
||||||
|
la a0, SourceData
|
||||||
|
la a1, Destination2
|
||||||
|
li a2, 128
|
||||||
|
jal ra, memcmp4
|
||||||
|
sw a0, 0(s0) # should be -1
|
||||||
|
addi s0, s0, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
################################################################################
|
||||||
|
# Flush D$ line
|
||||||
|
################################################################################
|
||||||
|
|
||||||
|
# theory of operation
|
||||||
|
# 1. Read several cachelines of data from memory into the d cache and copy to a second region of memory
|
||||||
|
# 2. Then verify the second region has the same data
|
||||||
|
# 3. For flush there is no way to create a negative control. We will flush 1 cache line
|
||||||
|
# 4. Verify whole region
|
||||||
|
# 5. Flush the remaining lines
|
||||||
|
# 6. Verify whole region
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 1
|
||||||
|
CBOMTest_flush_step1:
|
||||||
|
la a0, SourceData
|
||||||
|
la a1, Destination3
|
||||||
|
li a2, 128
|
||||||
|
jal ra, memcpy4
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 2 All should be valid
|
||||||
|
CBOMTest_flush_step2_verify:
|
||||||
|
la a0, SourceData
|
||||||
|
la a1, Destination3
|
||||||
|
li a2, 128
|
||||||
|
jal ra, memcmp4
|
||||||
|
sw a0, 0(s0) # should be -1
|
||||||
|
addi s0, s0, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 3 # flush 1 line
|
||||||
|
CBOMTest_flush_step3:
|
||||||
|
la a1, Destination3
|
||||||
|
cbo.flush (a1)
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 4
|
||||||
|
CBOMTest_flush_step4_verify:
|
||||||
|
la a0, SourceData
|
||||||
|
la a1, Destination3
|
||||||
|
li a2, 128
|
||||||
|
jal ra, memcmp4
|
||||||
|
sw a0, 0(s0) # should be -1
|
||||||
|
addi s0, s0, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 5
|
||||||
|
CBOMTest_flush_step5_flush_all:
|
||||||
|
la a1, Destination3
|
||||||
|
cbo.flush (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination3+64
|
||||||
|
cbo.flush (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination3+128
|
||||||
|
cbo.flush (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination3+192
|
||||||
|
cbo.flush (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination3+256
|
||||||
|
cbo.flush (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination3+320
|
||||||
|
cbo.flush (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination3+384
|
||||||
|
cbo.flush (a1)
|
||||||
|
la a1, Destination3+448
|
||||||
|
cbo.flush (a1)
|
||||||
|
cbo.flush (a1)
|
||||||
|
cbo.flush (a1)
|
||||||
|
cbo.flush (a1)
|
||||||
|
cbo.flush (a1)
|
||||||
|
cbo.flush (a1)
|
||||||
|
|
||||||
|
# step 6
|
||||||
|
CBOMTest_flush_step6_verify:
|
||||||
|
la a0, SourceData
|
||||||
|
la a1, Destination3
|
||||||
|
li a2, 128
|
||||||
|
jal ra, memcmp4
|
||||||
|
sw a0, 0(s0) # should be -1
|
||||||
|
addi s0, s0, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#lw s0, 0(sp)
|
||||||
|
#lw ra, 8(sp)
|
||||||
|
#addi sp, sp, 16
|
||||||
|
#ret
|
||||||
|
RVMODEL_HALT
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
.type memcpy4, @function
|
||||||
|
memcpy4:
|
||||||
|
# a0 is the source
|
||||||
|
# a1 is the dst
|
||||||
|
# a2 is the number of 4 byte words
|
||||||
|
mv t0, a0
|
||||||
|
mv t1, a1
|
||||||
|
li t2, 0
|
||||||
|
memcpy4_loop:
|
||||||
|
lw t3, 0(t0)
|
||||||
|
sw t3, 0(t1)
|
||||||
|
addi t0, t0, 4
|
||||||
|
addi t1, t1, 4
|
||||||
|
addi t2, t2, 1
|
||||||
|
blt t2, a2, memcpy4_loop
|
||||||
|
ret
|
||||||
|
|
||||||
|
.type memcmp4, @function
|
||||||
|
# returns which index mismatch, -1 if none
|
||||||
|
memcmp4:
|
||||||
|
# a0 is the source1
|
||||||
|
# a1 is the source2
|
||||||
|
# a2 is the number of 4 byte words
|
||||||
|
mv t0, a0
|
||||||
|
mv t1, a1
|
||||||
|
li t2, 0
|
||||||
|
memcmp4_loop:
|
||||||
|
lw t3, 0(t0)
|
||||||
|
lw t4, 0(t1)
|
||||||
|
bne t3, t4, memcmp4_ne
|
||||||
|
addi t0, t0, 4
|
||||||
|
addi t1, t1, 4
|
||||||
|
addi t2, t2, 1
|
||||||
|
blt t2, a2, memcmp4_loop
|
||||||
|
li a0, -1
|
||||||
|
ret
|
||||||
|
memcmp4_ne:
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mv a0, t2
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ret
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RVTEST_CODE_END
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RVTEST_DATA_BEGIN
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# Input data section.
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#.data
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.align 7
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DeadBeafData1:
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.fill 128, 4, 0xdeadbeef
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SourceData:
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.int 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
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.int 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15
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.int 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23
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.int 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31
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.int 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39
|
||||||
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.int 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47
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.int 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55
|
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.int 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63
|
||||||
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.int 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71
|
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.int 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79
|
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.int 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87
|
||||||
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.int 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95
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.int 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103
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||||||
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.int 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111
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||||||
|
.int 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119
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.int 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127
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RVTEST_DATA_END
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RVMODEL_DATA_BEGIN
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.fill 28, 4, 0xdeadbeef # this is annoying, but RVMODEL_DATA_END and BEGIN insert
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# 4 bytes. This needs to be aligned to a cacheline
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.align 6
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Destination1:
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.fill 128, 4, 0xdeadbeef
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Destination2:
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.fill 128, 4, 0xdeadbeef
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Destination3:
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.fill 128, 4, 0xdeadbeef
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signature:
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.fill 16, 4, 0x0bad0bad
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RVMODEL_DATA_END
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Reference in New Issue
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