add unit tests
authorLuke Kenneth Casson Leighton <lkcl@lkcl.net>
Mon, 18 Feb 2019 11:27:03 +0000 (11:27 +0000)
committerLuke Kenneth Casson Leighton <lkcl@lkcl.net>
Mon, 18 Feb 2019 11:27:03 +0000 (11:27 +0000)
.gitmodules
berkeley-testfloat-3 [new submodule]
src/add/test_add.py

index c6f586c8a26d24babb730d6e3339fd992579eb45..a556ea2882009d5a5463583bc6628a49b2a570ed 100644 (file)
@@ -1,3 +1,6 @@
 [submodule "berkeley-softfloat-3"]
        path = berkeley-softfloat-3
        url = https://github.com/ucb-bar/berkeley-softfloat-3
+[submodule "berkeley-testfloat-3"]
+       path = berkeley-testfloat-3
+       url = https://github.com/ucb-bar/berkeley-testfloat-3
diff --git a/berkeley-testfloat-3 b/berkeley-testfloat-3
new file mode 160000 (submodule)
index 0000000..06b2007
--- /dev/null
@@ -0,0 +1 @@
+Subproject commit 06b20075dd3c1a5d0dd007a93643282832221612
index d3f62745866353a3666833ac77a1b9e78887ce6d..4bfb323436b0ef8a26f1aa0b0737752fe38da8a2 100644 (file)
@@ -1,22 +1,44 @@
+import sys
+import subprocess
+from random import randint
+from random import seed
+from sfpy import Float32
+
 from nmigen import Module, Signal
 from nmigen.compat.sim import run_simulation
 
 from nmigen_add_experiment import FPADD
 
-class ORGate:
-    def __init__(self):
-        self.a = Signal()
-        self.b = Signal()
-        self.x = Signal()
+def get_mantissa(x):
+    return 0x7fffff & x
 
-    def get_fragment(self, platform=None):
+def get_exponent(x):
+    return ((x & 0x7f800000) >> 23) - 127
 
-        m = Module()
-        m.d.comb += self.x.eq(self.a | self.b)
+def get_sign(x):
+    return ((x & 0x80000000) >> 31)
 
-        return m
+def is_nan(x):
+    return get_exponent(x) == 128 and get_mantissa(x) != 0
 
-def check_case(dut, a, b, z):
+def is_inf(x):
+    return get_exponent(x) == 128 and get_mantissa(x) == 0
+
+def is_pos_inf(x):
+    return is_inf(x) and not get_sign(x)
+
+def is_neg_inf(x):
+    return is_inf(x) and get_sign(x)
+
+def match(x, y):
+    return (
+        (is_pos_inf(x) and is_pos_inf(y)) or
+        (is_neg_inf(x) and is_neg_inf(y)) or
+        (is_nan(x) and is_nan(y)) or
+        (x == y)
+        )
+
+def get_case(dut, a, b):
     yield dut.in_a.v.eq(a)
     yield dut.in_a.stb.eq(1)
     yield
@@ -43,10 +65,63 @@ def check_case(dut, a, b, z):
         break
 
     out_z = yield dut.out_z.v
+    return out_z
+
+def check_case(dut, a, b, z):
+    out_z = yield from get_case(dut, a, b)
     assert out_z == z, "Output z 0x%x not equal to expected 0x%x" % (out_z, z)
 
+
+def run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b):
+
+    expected_responses = []
+    actual_responses = []
+    for a, b in zip(stimulus_a, stimulus_b):
+        af = Float32.from_bits(a)
+        bf = Float32.from_bits(b)
+        z = af + bf
+        expected_responses.append(z.get_bits())
+        print (af, bf, z)
+        actual = yield from get_case(dut, a, b)
+        actual_responses.append(actual)
+
+    if len(actual_responses) < len(expected_responses):
+        print ("Fail ... not enough results")
+        exit(0)
+
+    for expected, actual, a, b in zip(expected_responses, actual_responses,
+                                      stimulus_a, stimulus_b):
+        passed = match(expected, actual)
+
+        if not passed:
+
+            print ("Fail ... expected:", hex(expected), "actual:", hex(actual))
+
+            print (hex(a))
+            print ("a mantissa:", a & 0x7fffff)
+            print ("a exponent:", ((a & 0x7f800000) >> 23) - 127)
+            print ("a sign:", ((a & 0x80000000) >> 31))
+
+            print (hex(b))
+            print ("b mantissa:", b & 0x7fffff)
+            print ("b exponent:", ((b & 0x7f800000) >> 23) - 127)
+            print ("b sign:", ((b & 0x80000000) >> 31))
+
+            print (hex(expected))
+            print ("expected mantissa:", expected & 0x7fffff)
+            print ("expected exponent:", ((expected & 0x7f800000) >> 23) - 127)
+            print ("expected sign:", ((expected & 0x80000000) >> 31))
+
+            print (hex(actual))
+            print ("actual mantissa:", actual & 0x7fffff)
+            print ("actual exponent:", ((actual & 0x7f800000) >> 23) - 127)
+            print ("actual sign:", ((actual & 0x80000000) >> 31))
+
+            sys.exit(0)
+
 def testbench(dut):
     yield from check_case(dut, 0, 0, 0)
+    yield from check_case(dut, 0x40000000, 0xc0000000, 0x00000000)
     yield from check_case(dut, 0x3F800000, 0x40000000, 0x40400000)
     yield from check_case(dut, 0x40000000, 0x3F800000, 0x40400000)
     yield from check_case(dut, 0x447A0000, 0x4488B000, 0x4502D800)
@@ -79,6 +154,104 @@ def testbench(dut):
     #yield from check_case(dut, 1, 0, 1)
     #yield from check_case(dut, 1, 1, 1)
 
+    count = 0
+
+    #regression tests
+    stimulus_a = [0x22cb525a, 0x40000000, 0x83e73d5c, 0xbf9b1e94, 0x34082401, 0x5e8ef81, 0x5c75da81, 0x2b017]
+    stimulus_b = [0xadd79efa, 0xC0000000, 0x1c800000, 0xc038ed3a, 0xb328cd45, 0x114f3db, 0x2f642a39, 0xff3807ab]
+    yield from run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b)
+    count += len(stimulus_a)
+    print (count, "vectors passed")
+
+    #corner cases
+    from itertools import permutations
+    stimulus_a = [i[0] for i in permutations([0x80000000, 0x00000000, 0x7f800000, 0xff800000, 0x7fc00000, 0xffc00000], 2)]
+    stimulus_b = [i[1] for i in permutations([0x80000000, 0x00000000, 0x7f800000, 0xff800000, 0x7fc00000, 0xffc00000], 2)]
+    yield from run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b)
+    count += len(stimulus_a)
+    print (count, "vectors passed")
+
+    #edge cases
+    stimulus_a = [0x80000000 for i in xrange(1000)]
+    stimulus_b = [randint(0, 1<<32) for i in xrange(1000)]
+    yield from run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b)
+    count += len(stimulus_a)
+    print (count, "vectors passed")
+
+    stimulus_a = [0x00000000 for i in xrange(1000)]
+    stimulus_b = [randint(0, 1<<32) for i in xrange(1000)]
+    yield from run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b)
+    count += len(stimulus_a)
+    print (count, "vectors passed")
+
+    stimulus_b = [0x80000000 for i in xrange(1000)]
+    stimulus_a = [randint(0, 1<<32) for i in xrange(1000)]
+    yield from run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b)
+    count += len(stimulus_a)
+    print (count, "vectors passed")
+
+    stimulus_b = [0x00000000 for i in xrange(1000)]
+    stimulus_a = [randint(0, 1<<32) for i in xrange(1000)]
+    yield from run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b)
+    count += len(stimulus_a)
+    print (count, "vectors passed")
+
+    stimulus_a = [0x7F800000 for i in xrange(1000)]
+    stimulus_b = [randint(0, 1<<32) for i in xrange(1000)]
+    yield from run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b)
+    count += len(stimulus_a)
+    print (count, "vectors passed")
+
+    stimulus_a = [0xFF800000 for i in xrange(1000)]
+    stimulus_b = [randint(0, 1<<32) for i in xrange(1000)]
+    yield from run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b)
+    count += len(stimulus_a)
+    print (count, "vectors passed")
+
+    stimulus_b = [0x7F800000 for i in xrange(1000)]
+    stimulus_a = [randint(0, 1<<32) for i in xrange(1000)]
+    yield from run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b)
+    count += len(stimulus_a)
+    print (count, "vectors passed")
+
+    stimulus_b = [0xFF800000 for i in xrange(1000)]
+    stimulus_a = [randint(0, 1<<32) for i in xrange(1000)]
+    yield from run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b)
+    count += len(stimulus_a)
+    print (count, "vectors passed")
+
+    stimulus_a = [0x7FC00000 for i in xrange(1000)]
+    stimulus_b = [randint(0, 1<<32) for i in xrange(1000)]
+    yield from run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b)
+    count += len(stimulus_a)
+    print (count, "vectors passed")
+
+    stimulus_a = [0xFFC00000 for i in xrange(1000)]
+    stimulus_b = [randint(0, 1<<32) for i in xrange(1000)]
+    yield from run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b)
+    count += len(stimulus_a)
+    print (count, "vectors passed")
+
+    stimulus_b = [0x7FC00000 for i in xrange(1000)]
+    stimulus_a = [randint(0, 1<<32) for i in xrange(1000)]
+    yield from run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b)
+    count += len(stimulus_a)
+    print (count, "vectors passed")
+
+    stimulus_b = [0xFFC00000 for i in xrange(1000)]
+    stimulus_a = [randint(0, 1<<32) for i in xrange(1000)]
+    yield from run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b)
+    count += len(stimulus_a)
+    print (count, "vectors passed")
+
+    #seed(0)
+    for i in xrange(100000):
+        stimulus_a = [randint(0, 1<<32) for i in xrange(1000)]
+        stimulus_b = [randint(0, 1<<32) for i in xrange(1000)]
+        yield from run_test(dut, stimulus_a, stimulus_b)
+        count += 1000
+        print (count, "vectors passed")
+
 if __name__ == '__main__':
     dut = FPADD(width=32, single_cycle=True)
     run_simulation(dut, testbench(dut), vcd_name="test_add.vcd")