projects / libreriscv.git / blobdiff
? search:
summary | shortlog | log | commit | commitdiff | tree
raw | inline | side by side
more notes about scalar reduction
[libreriscv.git] / openpower / sv / 16_bit_compressed.mdwn
diff --git a/openpower/sv/16_bit_compressed.mdwn b/openpower/sv/16_bit_compressed.mdwn
index 2268a4248a4716009eb9d01d619b4ae9609860f7..2a302ea5d7d9929ad1e50f3cc37bf47622964086 100644 (file)
--- a/openpower/sv/16_bit_compressed.mdwn
+++ b/openpower/sv/16_bit_compressed.mdwn
@@ -1,3 +1,5 @@
+[[!tag standards]]
+
 # 16 bit Compressed
 
 Similar to VLE (but without immediate-prefixing) this encoding is designed
@@ -111,7 +113,9 @@ to cross into or out of a function call.
 Thus it is the mandatory responsibility of the compiler to ensure that
 context returns to "v3.0B Standard" prior to entering a function call
 (responsibility of caller) and prior to exit from a function call
-(responsibility of callee).
+(responsibility of callee) by setting appropriate M and N bits.
+
+If however it is known to the compiler that certain static leaf node functions and their immediate callers will never, under any circumstances, be called by externsl ABI compliant code, then of course the compiler may choose to write such static functions as it sees fit.
 
 Trap Handlers also take responsibility for saving and restoring of
 Compressed Mode state, just as they already take responsibility for
@@ -201,7 +205,7 @@ Major Opcodes)
     | 0 | 1234 | 567  8 | 9  | a b | c  | d e | f | enc
     | N | immf | Cmaj.m | fld1     | fld2     | M | 16b
     | 1 | immf | Cmaj.m | fld1     | imm      | 1 | 16b imm
-    | fd3      | 001.1  | S1 | fd1 | S2 | fd2 | M | 16b sub
+    | N | fd3  | 001.1  | S1 | fd1 | S2 | fd2 | M | 16b sub
     | N | fd4  | 111.m  | fld1     | fld2     | M | 16b LDST
 
 Notes:
@@ -238,7 +242,8 @@ instruction counts from objdump on /bin/bash:
     | 1 | 1  | 0 | sh2 | | 001.0 | RA   | sh  | 1 | srawi.
     | 1 | 1  | 1 |     | | 001.0 | 000  | imm | 1 | TBD
     | 1 | 1  | 1 | i2  | | 001.0 | RA!=0| imm | 1 | addis
-    | 1 |              | | 010.0 | 000  |     | 1 | TBD
+    | 1 | 0  | i2      | | 010.0 | 000  | imm | 1 | setvli
+    | 1 | 1  | i2      | | 010.0 | 000  | imm | 1 | setmvli
     | 1 | i2           | | 010.0 | RA!=0| imm | 1 | addi
     | 1 | 0  | i2      | | 010.1 | RA   | imm | 1 | cmpdi
     | 1 | 1  | i2      | | 010.1 | RA   | imm | 1 | cmpwi
@@ -294,10 +299,11 @@ is "nop"
 
 16 bit mode only:
 
+    | 0 | 1 | 234 | | 567.8  | 9  ab | c   de | f |
     | - | - | --- | | -----  | ----- | ------ | - |
     | 1 | 0   000 | | 000.0  | 0  00 | 0   00 | 0 | nop
-    | 1 | 1   000 | | 000.0  | 0  00 | 0   00 | 0 | attn
-    | 1 | nonzero | | 000.0  | 0  00 | 0   00 | 0 | TBD
+    | 1 | 0   000 | | 000.0  | 0  00 | 0   00 | 1 | nop
+    | N | 1   000 | | 000.0  | 0  00 | 0   00 | M | attn
 
 Notes:
 
@@ -321,7 +327,7 @@ In essence the 2 nops are needed due to there being 2 different C forms:
 
 ### Branch
 
-TODO: document that branching whilst leaving modes still set (M/N) is perfectly well permitted but is the complier/assembler writers responsibility to obey ABI rules and ensure that even with branches and returns that, at no time, is an incorrect mode entered or left.
+TODO: document that branching whilst using mode-switching bits (M/N) is perfectly well permitted, the caveat being: it is specifically and wholly the complier/assembler writers responsibility to obey ABI rules and ensure that even with branches and returns that, at no time, is an incorrect mode entered or left that could result in any instruction being misinterpreted.
 
     | 16-bit mode | | 10-bit mode                 |
     | 0 | 1 | 234 | | 567.8  | 9  ab | c   de | f |
@@ -358,21 +364,19 @@ TODO: document that branching whilst leaving modes still set (M/N) is perfectly
 
 Note: for 10-bit, ignore bits 0-4 (used by EXTNNN=Compressed)
 
-    | 16-bit mode    | | 10-bit mode             |
-    | 0   | 1  | 234 | | 567.8 | 9 a b | c d e | f |
-    | --- | -- | --- | | ----- | ----- | ----- | - |
-    | RA2 | SZ |  RB | | 001.1 | 1  RA | 0  RT | M | st
-    | RA2 | SZ |  RB | | 001.1 | 1  RA | 1  RT | M | fst
-    | N   | SZ |  RT | | 111.0 |  RA   |  RB   | M | ld
-    | N   | SZ |  RT | | 111.1 |  RA   |  RB   | M | fld
+    | 16-bit mode  | | 10-bit mode               |
+    | 0 | 1  | 234 | | 567.8 | 9 a b | c d e | f |
+    | - | -- | --- | | ----- | ----- | ----- | - |
+    | N | SZ |  RB | | 001.1 | 1  RA | 0  RT | M | st
+    | N | SZ |  RB | | 001.1 | 1  RA | 1  RT | M | fst
+    | N | SZ |  RT | | 111.0 |  RA   |  RB   | M | ld
+    | N | SZ |  RT | | 111.1 |  RA   |  RB   | M | fld
 
 * elwidth overrides can set different widths
 
 16 bit mode:
 
 * SZ=1 is 64 bit, SZ=0 is 32 bit
-* RA2 extends RA to 3 bits (MSB)
-* RT2 extends RT to 3 bits (MSB)
 
 10 bit mode:
 
@@ -430,9 +434,9 @@ Notes:
     | N | 0 |  RT | | 100.1 | RB  | RA!=0 | M | nand
     | N | 0 |  RT | | 101.0 | RB  | RA!=0 | M | or
     | N | 0 |  RT | | 101.1 | RB  | RA!=0 | M | nor/mr
-    | N | 0 |  RT | | 100.0 | RB  | 0 0 0 | M | extsw
+    | N | 0 |  RT | | 100.0 | RB  | 0 0 0 | M | popcnt
     | N | 0 |  RT | | 100.1 | RB  | 0 0 0 | M | cntlz
-    | N | 0 |  RT | | 101.0 | RB  | 0 0 0 | M | popcnt
+    | N | 0 |  RT | | 101.0 | RB  | 0 0 0 | M | extsw
     | N | 0 |  RT | | 101.1 | RB  | 0 0 0 | M | not
 
 16-bit mode only (note that bit 1 == 1):
@@ -443,9 +447,9 @@ Notes:
     | N | 1 |  RT | | 100.1 | RB  | RA!=0 | M | TBD
     | N | 1 |  RT | | 101.0 | RB  | RA!=0 | M | xor
     | N | 1 |  RT | | 101.1 | RB  | RA!=0 | M | eqv (xnor)
-    | N | 1 |  RT | | 100.0 | RB  | 0 0 0 | M | extsb
+    | N | 1 |  RT | | 100.0 | RB  | 0 0 0 | M | setvl.
     | N | 1 |  RT | | 100.1 | RB  | 0 0 0 | M | cnttz
-    | N | 1 |  RT | | 101.0 | RB  | 0 0 0 | M | TBD
+    | N | 1 |  RT | | 101.0 | RB  | 0 0 0 | M | extsb
     | N | 1 |  RT | | 101.1 | RB  | 0 0 0 | M | extsh
 
 10 bit mode:
@@ -490,10 +494,10 @@ Note here that elwidth overrides (SV Prefix) can be used to select FP16/32/64
 
 16 bit only, FP to INT convert (using C 0b001.1 subencoding)
 
-    | 0123 | 4 | | 567.8 | 9 ab | cde  | f |
-    | ---- | - | | ----- | ---- | ---- | - |
-    | 0010 | X | | 001.1 | 0 RA | Y RT | M | fp2int
-    | 0011 | X | | 001.1 | 0 RA | Y RT | M | int2fp
+    | 0 | 123 | 4 | | 567.8 | 9 ab | cde  | f |
+    | - | --- | - | | ----- | ---- | ---- | - |
+    | N | 101 | X | | 001.1 | 0 RA | Y RT | M | fp2int
+    | N | 110 | X | | 001.1 | 0 RA | Y RT | M | int2fp
 
 * X: signed=1, unsigned=0
 * Y: FP32=0, FP64=1
@@ -513,22 +517,22 @@ Note here that elwidth overrides (SV Prefix) can be used to select FP16/32/64
 10-bit or 16 bit:
 
     | 16-bit mode| | 10-bit mode            |
-    | 0123 | 4   | | 567.8 | 9 ab | cde | f |
-    | ---- | --- | | ----- | ---- | --- | - |
-    | 0000 | BF2 | | 001.1 | 0 BF | BFA | M | mcrf
+    | 0 | 123 | 4   | | 567.8 | 9 ab | cde | f |
+    | - | --- | --- | | ----- | ---- | --- | - |
+    | N | 000 | BF2 | | 001.1 | 0 BF | BFA | M | mcrf
 
 16-bit only:
 
-    | 0123 | 4   | | 567.8 | 9 ab | cde | f |
-    | ---- | --- | | ----- | ---- | --- | - |
-    | 0001 | BA2 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | crnor
-    | 0100 | BA2 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | crandc
-    | 0110 | BA2 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | crxor
-    | 0111 | BA2 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | crnand
-    | 1000 | BA2 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | crand
-    | 1001 | BA2 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | creqv
-    | 1101 | BA2 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | crorc
-    | 1110 | BA2 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | cror
+    | 0 | 1234 | | 567.8 | 9 ab | cde | f |
+    | - | ---- | | ----- | ---- | --- | - |
+    | N | 0010 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | crnor
+    | N | 0011 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | crandc
+    | N | 0100 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | crxor
+    | N | 0101 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | crnand
+    | N | 0110 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | crand
+    | N | 0111 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | creqv
+    | N | 1000 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | crorc
+    | N | 1001 | | 001.1 | 0 BA | BB  | M | cror
 
 Notes
 
@@ -561,28 +565,27 @@ space (when RA==0)
 
 **not available** in 10-bit mode, **only** in 16-bit mode:
 
-    | 0123 | 4 | | 567.8 | 9 ab | cde  | f |
-    | ---- | - | | ----- | ---- | ---- | - |
-    | 1111 | 0 | | 001.1 | 0 00 |  RT  | M | mtlr
-    | 1111 | 0 | | 001.1 | 0 01 |  RT  | M | mtctr
-    | 1111 | 0 | | 001.1 | 0 11 |  RT  | M | mtcr
-    | 1111 | 1 | | 001.1 | 0 00 |  RA  | M | mflr
-    | 1111 | 1 | | 001.1 | 0 01 |  RA  | M | mfctr
-    | 1111 | 1 | | 001.1 | 0 11 |  RA  | M | mfcr
+    | 0 | 1 | 234 | | 567.8 | 9 ab | cde  | f |
+    | - | ------- | | ----- | ---- | ---- | - |
+    | N | 1 | 111 | | 001.1 | 0 00 |  RT  | M | mtlr
+    | N | 1 | 111 | | 001.1 | 0 01 |  RT  | M | mtctr
+    | N | 1 | 111 | | 001.1 | 0 00 |  RA  | M | mflr
+    | N | 1 | 111 | | 001.1 | 0 01 |  RA  | M | mfctr
+    | N | 0 RA!=0 | | 000.0 | 0 00 |  000 | M | mtcr
+    | N | 1 RT!=0 | | 000.0 | 0 00 |  000 | M | mfcr
 
 ### Unallocated
 
-    | 0123 | 4 | | 567.8 | 9 ab | cde  | f |
-    | ---- | - | | ----- | ---- | ---- | - |
-    | 0101 |   | | 001.1 | 0    |      | M |
-    | 1010 |   | | 001.1 | 0    |      | M |
-    | 1011 |   | | 001.1 | 0    |      | M |
-    | 1100 |   | | 001.1 | 0    |      | M |
-    | 1111 |   | | 001.1 | 0 10 |      | M |
+16-bit only:
+
+    | 0 | 1 | 234 | | 567.8 | 9 ab | cde  | f |
+    | - | - | --- | | ----- | ---- | ---- | - |
+    | N | 1 | 111 | | 001.1 | 0 10 |      | M |
+    | N | 1 | 111 | | 001.1 | 0 11 |      | M |
 
-## Other ideas (Attempt 2)
+# Other ideas (Attempt 2)
 
-### 8-bit mode-switching instructions, odd addresses for C mode
+## 8-bit mode-switching instructions, odd addresses for C mode
 
 Drop the complexity of the 16-bit encoding further reduced to 10-bit,
 and use a single byte instead of two to switch between modes.  This
@@ -625,6 +628,14 @@ Tables explaining encoding:
     | .. bit | 16 bit          | 8nop   |
     | v3.0B standard 32 bit instruction |
 
+# Other ideas (v3)
+
+FSM state switching and mode switching deemed too complex.  Instead cut back to
+
+1. 10bit only (actually, 11 bit)
+2. SV-Prefixed 16bit only (aka SV-C32)
+
+Each will be entirely different which is a huge amount of work.
 
 # TODO 
 
http://libre-riscv.org ikiwiki