src/openpower/decoder/isa/test_caller_bcd.py

   1 import re
   2 from nmigen import Module, Signal
   3 from nmigen.back.pysim import Simulator, Settle
   4 from nmutil.formaltest import FHDLTestCase
   5 import unittest
   6 from openpower.decoder.isa.caller import ISACaller
   7 from openpower.decoder.power_decoder import create_pdecode
   8 from openpower.decoder.power_decoder2 import (PowerDecode2)
   9 from openpower.simulator.program import Program
  10 from openpower.decoder.isa.caller import ISACaller, inject
  11 from openpower.decoder.selectable_int import SelectableInt
  12 from openpower.decoder.orderedset import OrderedSet
  13 from openpower.decoder.isa.all import ISA
  14
  15
  16 # PowerISA Version 3.0C Book 1 App. B, Table 129
  17 DPD_TO_BCD_TABLE = """
  18     0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   A   B   C   D   E   F
  19 00_ 000 001 002 003 004 005 006 007 008 009 080 081 800 801 880 881
  20 01_ 010 011 012 013 014 015 016 017 018 019 090 091 810 811 890 891
  21 02_ 020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 082 083 820 821 808 809
  22 03_ 030 031 032 033 034 035 036 037 038 039 092 093 830 831 818 819
  23 04_ 040 041 042 043 044 045 046 047 048 049 084 085 840 841 088 089
  24 05_ 050 051 052 053 054 055 056 057 058 059 094 095 850 851 098 099
  25 06_ 060 061 062 063 064 065 066 067 068 069 086 087 860 861 888 889
  26 07_ 070 071 072 073 074 075 076 077 078 079 096 097 870 871 898 899
  27 08_ 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 180 181 900 901 980 981
  28 09_ 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 190 191 910 911 990 991
  29 0A_ 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 182 183 920 921 908 909
  30 0B_ 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 192 193 930 931 918 919
  31 0C_ 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 184 185 940 941 188 189
  32 0D_ 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 194 195 950 951 198 199
  33 0E_ 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 186 187 960 961 988 989
  34 0F_ 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 196 197 970 971 998 999
  35 10_ 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 280 281 802 803 882 883
  36 11_ 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 290 291 812 813 892 893
  37 12_ 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 282 283 822 823 828 829
  38 13_ 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 292 293 832 833 838 839
  39 14_ 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 284 285 842 843 288 289
  40 15_ 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 294 295 852 853 298 299
  41 16_ 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 286 287 862 863 (888) (889)
  42 17_ 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 296 297 872 873 (898) (899)
  43 18_ 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 380 381 902 903 982 983
  44 19_ 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 390 391 912 913 992 993
  45 1A_ 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 382 383 922 923 928 929
  46 1B_ 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 392 393 932 933 938 939
  47 1C_ 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 384 385 942 943 388 389
  48 1D_ 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 394 395 952 953 398 399
  49 1E_ 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 386 387 962 963 (988) (989)
  50 1F_ 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 396 397 972 973 (998) (999)
  51 20_ 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 480 481 804 805 884 885
  52 21_ 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 490 491 814 815 894 895
  53 22_ 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 482 483 824 825 848 849
  54 23_ 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 492 493 834 835 858 859
  55 24_ 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 484 485 844 845 488 489
  56 25_ 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 494 495 854 855 498 499
  57 26_ 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 486 487 864 865 (888) (889)
  58 27_ 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 496 497 874 875 (898) (899)
  59 28_ 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 580 581 904 905 984 985
  60 29_ 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 590 591 914 915 994 995
  61 2A_ 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 582 583 924 925 948 949
  62 2B_ 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 592 593 934 935 958 959
  63 2C_ 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 584 585 944 945 588 589
  64 2D_ 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 594 595 954 955 598 599
  65 2E_ 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 586 587 964 965 (988) (989)
  66 2F_ 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 596 597 974 975 (998) (999)
  67 30_ 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 680 681 806 807 886 887
  68 31_ 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 690 691 816 817 896 897
  69 32_ 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 682 683 826 827 868 869
  70 33_ 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 692 693 836 837 878 879
  71 34_ 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 684 685 846 847 688 689
  72 35_ 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 694 695 856 857 698 699
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  74 37_ 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 696 697 876 877 (898) (899)
  75 38_ 700 701 702 703 704 705 706 707 708 709 780 781 906 907 986 987
  76 39_ 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 790 791 916 917 996 997
  77 3A_ 720 721 722 723 724 725 726 727 728 729 782 783 926 927 968 969
  78 3B_ 730 731 732 733 734 735 736 737 738 739 792 793 936 937 978 979
  79 3C_ 740 741 742 743 744 745 746 747 748 749 784 785 946 947 788 789
  80 3D_ 750 751 752 753 754 755 756 757 758 759 794 795 956 957 798 799
  81 3E_ 760 761 762 763 764 765 766 767 768 769 786 787 966 967 (988) (989)
  82 3F_ 770 771 772 773 774 775 776 777 778 779 796 797 976 977 (998) (999)
  83 """
  84 DPD_TO_BCD_PATTERN = (r"^([0-9A-F]{2})_\s+" +
  85                       r"\s+".join([r"\(?(\d{3})\)?"] * 16) +
  86                       r"$")
  87 DPD_TO_BCD_REGEX = re.compile(DPD_TO_BCD_PATTERN, re.M)
  88
  89
  90 BCD_TO_DPD_TABLE = """
  91      0   1   2   3   4   5   6   7   8   9
  92 00_ 000 001 002 003 004 005 006 007 008 009
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 111 19_ 09A 09B 0BA 0BB 0DA 0DB 0FA 0FB 0DE 0DF
 112 20_ 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109
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 120 28_ 10A 10B 12A 12B 14A 14B 16A 16B 14E 14F
 121 29_ 11A 11B 13A 13B 15A 15B 17A 17B 15E 15F
 122 30_ 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189
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 131 39_ 19A 19B 1BA 1BB 1DA 1DB 1FA 1FB 1DE 1DF
 132 40_ 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209
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 137 45_ 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259
 138 46_ 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269
 139 47_ 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279
 140 48_ 20A 20B 22A 22B 24A 24B 26A 26B 24E 24F
 141 49_ 21A 21B 23A 23B 25A 25B 27A 27B 25E 25F
 142 50_ 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289
 143 51_ 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299
 144 52_ 2A0 2A1 2A2 2A3 2A4 2A5 2A6 2A7 2A8 2A9
 145 53_ 2B0 2B1 2B2 2B3 2B4 2B5 2B6 2B7 2B8 2B9
 146 54_ 2C0 2C1 2C2 2C3 2C4 2C5 2C6 2C7 2C8 2C9
 147 55_ 2D0 2D1 2D2 2D3 2D4 2D5 2D6 2D7 2D8 2D9
 148 56_ 2E0 2E1 2E2 2E3 2E4 2E5 2E6 2E7 2E8 2E9
 149 57_ 2F0 2F1 2F2 2F3 2F4 2F5 2F6 2F7 2F8 2F9
 150 58_ 28A 28B 2AA 2AB 2CA 2CB 2EA 2EB 2CE 2CF
 151 59_ 29A 29B 2BA 2BB 2DA 2DB 2FA 2FB 2DE 2DF
 152 60_ 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309
 153 61_ 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319
 154 62_ 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329
 155 63_ 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339
 156 64_ 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349
 157 65_ 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359
 158 66_ 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369
 159 67_ 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379
 160 68_ 30A 30B 32A 32B 34A 34B 36A 36B 34E 34F
 161 69_ 31A 31B 33A 33B 35A 35B 37A 37B 35E 35F
 162 70_ 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389
 163 71_ 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399
 164 72_ 3A0 3A1 3A2 3A3 3A4 3A5 3A6 3A7 3A8 3A9
 165 73_ 3B0 3B1 3B2 3B3 3B4 3B5 3B6 3B7 3B8 3B9
 166 74_ 3C0 3C1 3C2 3C3 3C4 3C5 3C6 3C7 3C8 3C9
 167 75_ 3D0 3D1 3D2 3D3 3D4 3D5 3D6 3D7 3D8 3D9
 168 76_ 3E0 3E1 3E2 3E3 3E4 3E5 3E6 3E7 3E8 3E9
 169 77_ 3F0 3F1 3F2 3F3 3F4 3F5 3F6 3F7 3F8 3F9
 170 78_ 38A 38B 3AA 3AB 3CA 3CB 3EA 3EB 3CE 3CF
 171 79_ 39A 39B 3BA 3BB 3DA 3DB 3FA 3FB 3DE 3DF
 172 80_ 00C 00D 10C 10D 20C 20D 30C 30D 02E 02F
 173 81_ 01C 01D 11C 11D 21C 21D 31C 31D 03E 03F
 174 82_ 02C 02D 12C 12D 22C 22D 32C 32D 12E 12F
 175 83_ 03C 03D 13C 13D 23C 23D 33C 33D 13E 13F
 176 84_ 04C 04D 14C 14D 24C 24D 34C 34D 22E 22F
 177 85_ 05C 05D 15C 15D 25C 25D 35C 35D 23E 23F
 178 86_ 06C 06D 16C 16D 26C 26D 36C 36D 32E 32F
 179 87_ 07C 07D 17C 17D 27C 27D 37C 37D 33E 33F
 180 88_ 00E 00F 10E 10F 20E 20F 30E 30F 06E 06F
 181 89_ 01E 01F 11E 11F 21E 21F 31E 31F 07E 07F
 182 90_ 08C 08D 18C 18D 28C 28D 38C 38D 0AE 0AF
 183 91_ 09C 09D 19C 19D 29C 29D 39C 39D 0BE 0BF
 184 92_ 0AC 0AD 1AC 1AD 2AC 2AD 3AC 3AD 1AE 1AF
 185 93_ 0BC 0BD 1BC 1BD 2BC 2BD 3BC 3BD 1BE 1BF
 186 94_ 0CC 0CD 1CC 1CD 2CC 2CD 3CC 3CD 2AE 2AF
 187 95_ 0DC 0DD 1DC 1DD 2DC 2DD 3DC 3DD 2BE 2BF
 188 96_ 0EC 0ED 1EC 1ED 2EC 2ED 3EC 3ED 3AE 3AF
 189 97_ 0FC 0FD 1FC 1FD 2FC 2FD 3FC 3FD 3BE 3BF
 190 98_ 08E 08F 18E 18F 28E 28F 38E 38F 0EE 0EF
 191 99_ 09E 09F 19E 19F 29E 29F 39E 39F 0FE 0FF
 192 """
 193 BCD_TO_DPD_PATTERN = (r"^(\d{2})_\s" +
 194                       r"\s".join([r"([0-9A-F]{3})"] * 10) +
 195                       r"$")
 196 BCD_TO_DPD_REGEX = re.compile(BCD_TO_DPD_PATTERN, re.M)
 197
 198
 199 def run_tst(generator, initial_regs, initial_sprs=None, svstate=0, mmu=False,
 200                                      initial_cr=0, mem=None,
 201                                      initial_fprs=None,
 202                                      pdecode2=None):
 203     if initial_sprs is None:
 204         initial_sprs = {}
 205     m = Module()
 206     comb = m.d.comb
 207     instruction = Signal(32)
 208
 209     if pdecode2 is None:
 210         pdecode = create_pdecode(include_fp=initial_fprs is not None)
 211         pdecode2 = PowerDecode2(pdecode)
 212
 213     gen = list(generator.generate_instructions())
 214     insncode = generator.assembly.splitlines()
 215     instructions = list(zip(gen, insncode))
 216
 217     m.submodules.pdecode2 = pdecode2
 218     simulator = ISA(pdecode2, initial_regs, initial_sprs, initial_cr,
 219                     initial_insns=gen, respect_pc=True,
 220                     initial_svstate=svstate,
 221                     initial_mem=mem,
 222                     fpregfile=initial_fprs,
 223                     disassembly=insncode,
 224                     bigendian=0,
 225                     mmu=mmu)
 226     comb += pdecode2.dec.raw_opcode_in.eq(instruction)
 227     sim = Simulator(m)
 228
 229     def process():
 230
 231         print ("GPRs")
 232         simulator.gpr.dump()
 233         print ("FPRs")
 234         simulator.fpr.dump()
 235
 236         yield pdecode2.dec.bigendian.eq(0)  # little / big?
 237         pc = simulator.pc.CIA.value
 238         index = pc//4
 239         while index < len(instructions):
 240             print("instr pc", pc)
 241             try:
 242                 yield from simulator.setup_one()
 243             except KeyError:  # indicates instruction not in imem: stop
 244                 break
 245             yield Settle()
 246
 247             ins, code = instructions[index]
 248             print("    0x{:X}".format(ins & 0xffffffff))
 249             opname = code.split(' ')[0]
 250             print(code, opname)
 251
 252             # ask the decoder to decode this binary data (endian'd)
 253             yield from simulator.execute_one()
 254             pc = simulator.pc.CIA.value
 255             index = pc//4
 256
 257     sim.add_process(process)
 258     with sim.write_vcd("simulator.vcd", "simulator.gtkw",
 259                        traces=[]):
 260         sim.run()
 261     return simulator
 262
 263
 264 def testgen(mapping):
 265     zeros = [0] * 32
 266     length = len(mapping)
 267     iregs_whole = list(mapping.keys())
 268     oregs_whole = list(mapping.values())
 269     for base in range(0, length, 32):
 270         iregs = (iregs_whole[base:base + 32] + zeros)[:32]
 271         oregs = (oregs_whole[base:base + 32] + zeros)[:32]
 272         yield (iregs, oregs)
 273
 274
 275 class BCDTestCase(FHDLTestCase):
 276     def __init__(self, *args, **kwargs):
 277         super().__init__(*args, **kwargs)
 278         pdecode = create_pdecode(include_fp=True)
 279         self.pdecode2 = PowerDecode2(pdecode)
 280
 281     def run_tst(self, instr, mapping):
 282         lst = [f"{instr} {reg}, {reg}" for reg in range(32)]
 283         for (iregs, oregs) in testgen(mapping):
 284             with self.subTest():
 285                 with Program(lst, bigendian=False) as program:
 286                     sim = self.run_tst_program(program, iregs)
 287                     gprs = [sim.gpr(gpr) for gpr in range(32)]
 288                     for gpr in range(32):
 289                         self.assertEqual(sim.gpr(gpr),
 290                                          SelectableInt(oregs[gpr], 64))
 291
 292     def test_cdtbcd(self):
 293         mapping = {}
 294         for match in DPD_TO_BCD_REGEX.findall(DPD_TO_BCD_TABLE):
 295             for digit in range(0x10):
 296                 dpd = int((match[0] + f"{digit:X}"), 16)
 297                 bcd = ((int(match[1 + digit][0]) << 8) |
 298                         (int(match[1 + digit][1]) << 4) |
 299                         (int(match[1 + digit][2]) << 0))
 300                 mapping[dpd] = bcd
 301         self.run_tst("cdtbcd", mapping)
 302
 303     def test_cbcdtd(self):
 304         mapping = {}
 305         for match in BCD_TO_DPD_REGEX.findall(BCD_TO_DPD_TABLE):
 306             for digit in range(10):
 307                 bcd = ((int(match[0][0]) << 8) |
 308                         (int(match[0][1]) << 4) |
 309                         (int(digit) << 0))
 310                 dpd = int(match[1 + digit], 16)
 311                 mapping[bcd] = dpd
 312         self.run_tst("cbcdtd", mapping)
 313
 314     def run_tst_program(self, prog, initial_regs=[0] * 32):
 315         simulator = run_tst(prog, initial_regs, pdecode2=self.pdecode2)
 316         simulator.gpr.dump()
 317         return simulator
 318
 319
 320 if __name__ == "__main__":
 321     unittest.main()