convert test_caller_svp64.py to new vector numbering convention
[openpower-isa.git] / openpower / isa / simplev.mdwn
index 0a735cb775f21e9ac11068b260cb04f0c8aeeffe..f407851ee817ac8807cd55ad4130f19f81e0de17 100644 (file)
@@ -1,38 +1,57 @@
-<!-- This defines instructions described in PowerISA Version 3.0 B Book 1 -->
-
+<!-- This defines Draft SVP64 instructions to augment PowerISA Version 3.0 -->
 <!-- These are not described in book 1 -->
 
+# svstep
+
+SVL-Form
+
+* svstep RT,SVi,vf
+* svstep. RT,SVi,vf
+
+Pseudo-code:
+
+    step <- SVSTATE_NEXT(SVi, vf)
+    RT <- [0]*57 || step
+
+Special Registers Altered:
+
+    CR0                     (if Rc=1)
+
 # setvl
 
 SVL-Form
 
-* setvl RT, RA, SVi, vf, vs, ms
-* setvl. RT, RA, SVi, vf, vs, ms
+* setvl RT,RA,SVi,vf,vs,ms
+* setvl. RT,RA,SVi,vf,vs,ms
 
 Pseudo-code:
 
     if (vf & (¬vs) & ¬(ms)) = 1 then
-        SVSTATE_NEXT(SVi)
+        step <- SVSTATE_NEXT(SVi, 0b0)
+        if _RT != 0 then
+           GPR(_RT) <- [0]*57 || step
     else
         VLimm <- SVi + 1
-        if vs = 1 then
-            if _RA != 0 then
-                VL <- (RA|0)[57:63]
-            else
-                VL <- VLimm[0:6]
-        else
-            VL <- SVSTATE[7:13]
-        if ms = 1 then
-            MVL <- VLimm[0:6]
-        else
-            MVL <- SVSTATE[0:6]
-        if VL > MVL then
-            VL = MVL
+        # set or get MVL
+        if ms = 1 then MVL <- VLimm[0:6]
+        else           MVL <- SVSTATE[0:6]
+        # set or get VL
+        if vs = 0                then VL <- SVSTATE[7:13]
+        else if _RA != 0         then VL <- (RA)[57:63]
+        else if _RT = 0          then VL <- VLimm[0:6]
+        else if CTR >u 0b1111111 then VL <- 0b1111111
+        else                          VL <- CTR[57:63]
+        # limit VL to within MVL
+        if VL >u MVL then
+            VL <- MVL
         SVSTATE[0:6] <- MVL
         SVSTATE[7:13] <- VL
-        if _RT != 0b00000 then
+        if _RT != 0 then
            GPR(_RT) <- [0]*57 || VL
-        SVSTATE[63] <- vf
+        if ((¬vs) & ¬(ms)) = 0 then
+            # set requested Vertical-First mode, clear persist
+            SVSTATE[63] <- vf
+            SVSTATE[62] <- 0b0
 
 Special Registers Altered:
 
@@ -42,7 +61,7 @@ Special Registers Altered:
 
 SVRM-Form
 
-* svremap SVme, mi0, mi1, mi2, mo0, mo1, pst
+* svremap SVme,mi0,mi1,mi2,mo0,mo1,pst
 
 Pseudo-code:
 
@@ -65,20 +84,31 @@ Special Registers Altered:
 
 SVM-Form
 
-* svshape SVxd, SVyd, SVzd, SVRM, vf
+* svshape SVxd,SVyd,SVzd,SVrm,vf
 
 Pseudo-code:
 
     # for convenience, VL to be calculated and stored in SVSTATE
     vlen <- [0] * 7
-    SVSTATE[0:63] <- [0] * 64
+    itercount[0:6] <- [0] * 7
+    SVSTATE[0:31] <- [0] * 32
+    # only overwrite REMAP if "persistence" is zero
+    if (SVSTATE[62] = 0b0) then
+        SVSTATE[32:33] <- 0b00
+        SVSTATE[34:35] <- 0b00
+        SVSTATE[36:37] <- 0b00
+        SVSTATE[38:39] <- 0b00
+        SVSTATE[40:41] <- 0b00
+        SVSTATE[42:46] <- 0b00000
+        SVSTATE[62] <- 0b0
+        SVSTATE[63] <- 0b0
     # clear out all SVSHAPEs
     SVSHAPE0[0:31] <- [0] * 32
     SVSHAPE1[0:31] <- [0] * 32
     SVSHAPE2[0:31] <- [0] * 32
     SVSHAPE3[0:31] <- [0] * 32
     # set schedule up for multiply
-    if (SVRM = 0b0000) then
+    if (SVrm = 0b0000) then
         # VL in Matrix Multiply is xd*yd*zd
         n <- (0b00 || SVxd) * (0b00 || SVyd) * (0b00 || SVzd)
         vlen[0:6] <- n[14:20]
@@ -98,7 +128,7 @@ Pseudo-code:
         SVSHAPE2[18:20] <- 0b001          # permute x,z,y
         SVSHAPE2[28:29] <- 0b11           # skip y
     # set schedule up for FFT butterfly
-    if (SVRM = 0b0001) then
+    if (SVrm = 0b0001) then
         # calculate O(N log2 N)
         n <- [0] * 3
         do while n < 5
@@ -118,8 +148,11 @@ Pseudo-code:
         SVSHAPE1[28:29] <- 0b01           # j+halfstep schedule
         # FRC (coefficients)
         SVSHAPE2[28:29] <- 0b10           # k schedule
-    # set schedule up for DCT Inner butterfly
-    if (SVRM = 0b0010) then
+    # set schedule up for (i)DCT Inner butterfly
+    # SVrm Mode 2 (Mode 6 for iDCT) is for pre-calculated coefficients,
+    # SVrm Mode 4 (Mode 12 for iDCT) is for on-the-fly (Vertical-First Mode)
+    if ((SVrm = 0b0010) | (SVrm = 0b0100) |
+        (SVrm = 0b1010) | (SVrm = 0b1100)) then
         # calculate O(N log2 N)
         n <- [0] * 3
         do while n < 5
@@ -131,13 +164,98 @@ Pseudo-code:
         # set up template in SVSHAPE0, then copy to 1-3
         # set up FRB and FRS
         SVSHAPE0[0:5] <- (0b0 || SVxd)   # xdim
-        SVSHAPE0[30:31] <- 0b01          # Butterfly mode
-        SVSHAPE0[18:20] <- 0b001         # DCT Inner Butterfly sub-mode
-        SVSHAPE0[21:23] <- 0b001         # "inverse" on outer loop
+        if (SVrm = 0b1010) | (SVrm = 0b1100) then
+            SVSHAPE0[30:31] <- 0b11          # iDCT mode
+            SVSHAPE0[18:20] <- 0b011         # iDCT Inner Butterfly sub-mode
+        else
+            SVSHAPE0[30:31] <- 0b01          # DCT mode
+            SVSHAPE0[18:20] <- 0b001         # DCT Inner Butterfly sub-mode
+            SVSHAPE0[21:23] <- 0b001         # "inverse" on outer loop
+        if (SVrm = 0b1100) | (SVrm = 0b0100) then
+            SVSHAPE0[6:11] <- 0b000011       # (i)DCT Inner Butterfly mode 4
+        else
+            SVSHAPE0[6:11] <- 0b000001       # (i)DCT Inner Butterfly mode 2
         # copy
         SVSHAPE1[0:31] <- SVSHAPE0[0:31]
+        SVSHAPE2[0:31] <- SVSHAPE0[0:31]
+        if (SVrm != 0b0100) & (SVrm != 0b1100) then
+            SVSHAPE3[0:31] <- SVSHAPE0[0:31]
         # for FRA and FRT
         SVSHAPE0[28:29] <- 0b01           # j+halfstep schedule
+        # for cos coefficient
+        SVSHAPE2[28:29] <- 0b10           # ci (k for mode 4) schedule
+        if (SVrm != 0b0100) & (SVrm != 0b1100) then
+            SVSHAPE3[28:29] <- 0b11           # size schedule
+    # set schedule up for (i)DCT Outer butterfly
+    if (SVrm = 0b0011) | (SVrm = 0b1011) then
+        # calculate O(N log2 N) number of outer butterfly overlapping adds
+        vlen[0:6] <- [0] * 7
+        n <- 0b000
+        size <- 0b0000001
+        itercount[0:6] <- (0b00 || SVxd) + 0b0000001
+        itercount[0:6] <- (0b0 || itercount[0:5])
+        do while n < 5
+           if SVxd[4-n] = 0 then
+               leave
+           n <- n + 1
+           count <- (itercount - 0b0000001) * size
+           vlen[0:6] <- vlen + count[7:13]
+           size[0:6] <- (size[1:6] || 0b0)
+           itercount[0:6] <- (0b0 || itercount[0:5])
+        # set up template in SVSHAPE0, then copy to 1-3
+        # set up FRB and FRS
+        SVSHAPE0[0:5] <- (0b0 || SVxd)   # xdim
+        if (SVrm = 0b1011) then
+            SVSHAPE0[30:31] <- 0b11      # iDCT mode
+            SVSHAPE0[18:20] <- 0b011     # iDCT Outer Butterfly sub-mode
+            SVSHAPE0[21:23] <- 0b101     # "inverse" on outer and inner loop
+        else
+            SVSHAPE0[30:31] <- 0b01      # DCT mode
+            SVSHAPE0[18:20] <- 0b100     # DCT Outer Butterfly sub-mode
+        SVSHAPE0[6:11] <- 0b000010       # DCT Butterfly mode
+        # copy
+        SVSHAPE1[0:31] <- SVSHAPE0[0:31]
+        SVSHAPE2[0:31] <- SVSHAPE0[0:31]
+        # for FRA and FRT
+        SVSHAPE1[28:29] <- 0b01           # j+halfstep schedule
+    # set schedule up for DCT COS table generation
+    if (SVrm = 0b0101) | (SVrm = 0b1101) then
+        # calculate O(N log2 N)
+        vlen[0:6] <- [0] * 7
+        itercount[0:6] <- (0b00 || SVxd) + 0b0000001
+        itercount[0:6] <- (0b0 || itercount[0:5])
+        n <- [0] * 3
+        do while n < 5
+           if SVxd[4-n] = 0 then
+               leave
+           n <- n + 1
+           vlen[0:6] <- vlen + itercount
+           itercount[0:6] <- (0b0 || itercount[0:5])
+        # set up template in SVSHAPE0, then copy to 1-3
+        # set up FRB and FRS
+        SVSHAPE0[0:5] <- (0b0 || SVxd)   # xdim
+        SVSHAPE0[30:31] <- 0b01          # DCT/FFT mode
+        SVSHAPE0[6:11] <- 0b000100       # DCT Inner Butterfly COS-gen mode
+        if (SVrm = 0b0101) then
+            SVSHAPE0[21:23] <- 0b001     # "inverse" on outer loop for DCT
+        # copy
+        SVSHAPE1[0:31] <- SVSHAPE0[0:31]
+        SVSHAPE2[0:31] <- SVSHAPE0[0:31]
+        # for cos coefficient
+        SVSHAPE1[28:29] <- 0b10           # ci schedule
+        SVSHAPE2[28:29] <- 0b11           # size schedule
+    # set schedule up for iDCT / DCT inverse of half-swapped ordering
+    if (SVrm = 0b0110) | (SVrm = 0b1110) | (SVrm = 0b1111) then
+        vlen[0:6] <- (0b00 || SVxd) + 0b0000001
+        # set up template in SVSHAPE0
+        SVSHAPE0[0:5] <- (0b0 || SVxd)   # xdim
+        if (SVrm = 0b1110) then
+            SVSHAPE0[18:20] <- 0b001     # DCT opposite half-swap
+        if (SVrm = 0b1111) then
+            SVSHAPE0[30:31] <- 0b01          # FFT mode
+        else
+            SVSHAPE0[30:31] <- 0b11          # DCT mode
+        SVSHAPE0[6:11] <- 0b000101       # DCT "half-swap" mode
     # set VL, MVL and Vertical-First
     SVSTATE[0:6] <- vlen
     SVSTATE[7:13] <- vlen