(no commit message)
[libreriscv.git] / openpower / sv / major_opcode_allocation.mdwn
index 3778a137a384a19c5e5d6c6fddc00fc44199ae77..f94733e8391450430f4ca77417ae255706fa8c30 100644 (file)
@@ -15,14 +15,94 @@ This **only** in "LibreSOC Mode".  Candidates for moving elsewhere
 include mulli, twi and tdi.
 
 * 2 opcodes for 16-bit Compressed instructions with 11 bits available
-* 2 opcodes are required in order to give SV-P48 (and SV-C32) the 11 bits needed for prefixing
-* 2 opcodes are likewise required for SV-P64 (and SV-C48) to have 27 bits available
-* 2 opcodes for SV VBLOCK
+* 2 opcodes are required in order to give SV-P48 the 11 bits needed for prefixing
+* 2 opcodes are likewise required for SV-P64 to have 27 bits available
+* 2 opcodes for SV-C32 and SV-C48 (32 bit versions of P48 and P64)
 
 With only 11 bits for 16-bit Compressed, it may be better to use the
-opportunity to switch into "16 bit mode".  Interestingly SV-P32 could
+opportunity to switch into "16 bit mode".  Interestingly SV-C32 could
 likewise switch into the same.
 
+VBLOCK can be added later by using further VSX dedicated major opcodes
+(EXT62, EXT60)
+
+* EXT00 - unused (one instruction: attn)
+* EXT01 - v3.1B prefix
+* EXT02 - twi
+* EXT03 - tdi
+* EXT04 - vector/bcd
+* EXT05 - unused
+* EXT06 - vector
+* EXT07 - mulli
+* EXT09 - reserved
+* EXT17 - unused (2 instructions: sc, scv)
+* EXT22 - reserved sandbox
+* EXT46 - lmw
+* EXT47 - stmw
+* EXT56 - lq
+* EXT57 - vector ld
+* EXT58 - ld (leave ok)
+* EXT59 - FP (leave ok)
+* EXT60 - vector
+* EXT61 - st (leave ok)
+* EXT62 - vector st
+* EXT63 - FP (leave ok)
+
+Potential allocations:
+
+    |  hword 0   | hword1  |  hword2    |  hword 3   |
+    EXT00/01 - C 10bit -> 16bit
+    EXT60/62 - VBLOCK
+    EXT09/17 - SV-C32 and other SV-C
+    EXT06/07 - SV-C32-Swizzle and other SV-C-Swizzle
+    EXT02/03 - SV-P48                
+    EXT04/05 - SV-P64
+    EXT56/57 - Predicated-SV-P48
+    EXT46/47 - Predicated SV-P64
+
+Spare:
+
+* EXT22
+
+## C10/16 FSM
+
+    if EXT == 00/01
+         start @ 10bit
+    if state==10bit:
+         if bit15:
+             next = 16bit
+         else:
+             next = Standard
+    if state==16bit:
+         if bit0 & bit15:
+             insn = C.immediate
+         if ~bit15:
+             if ~bit0:
+                 next = Standard
+             else
+                 next = Standard.then.16bit
+
+## SV-Compressed FSM
+
+    if EXT == 09/17:
+        if bit0:
+             SV.mode = 
+
+# Major opcode map
+
+Table 9: Primary Opcode Map (opcode bits 0:5)
+
+        |  000   |   001 |  010  | 011   |  100  |    101 |  110  |  111
+    000 |        |       |  tdi  | twi   | EXT04 |        |       | mulli | 000
+    001 | subfic |       | cmpli | cmpi  | addic | addic. | addi  | addis | 001
+    010 | bc/l/a | EXT17 | b/l/a | EXT19 | rlwimi| rlwinm |       | rlwnm | 010
+    011 |  ori   | oris  | xori  | xoris | andi. | andis. | EXT30 | EXT31 | 011
+    100 |  lwz   | lwzu  | lbz   | lbzu  | stw   | stwu   | stb   | stbu  | 100
+    101 |  lhz   | lhzu  | lha   | lhau  | sth   | sthu   | lmw   | stmw  | 101
+    110 |  lfs   | lfsu  | lfd   | lfdu  | stfs  | stfsu  | stfd  | stfdu | 110
+    111 |  lq    | EXT57 | EXT58 | EXT59 | EXT60 | EXT61  | EXT62 | EXT63 | 111
+        |  000   |   001 |   010 |  011  |   100 |   101  | 110   |  111
+
 # LE/BE complications.
 
 See <https://bugs.libre-soc.org/show_bug.cgi?id=529> for discussion
@@ -56,6 +136,23 @@ With the Major Opcode then always being in the 1st 2 bytes it becomes
 much simpler for the pre-analysis phase to determine instruction length,
 regardless of what that length is (16/32/48/64/VBLOCK).
 
+Option 3:
+
+Just as in VLE, require instructions to be in BE order. Data, which has nothing to do with instruction order, may optionally remain in LE order.
+
+## Why does VLE use a separate 64k page?
+
+VLE requires that the memory page be marked as VLE-encoded.  It also requires rhat the instructions be in BE order even when 32 bit standard opcodes are mixed in.
+
+Questions:
+
+* What would happen without the page being marked, when attempting to call ppc64le ABI code?
+* How would ppc64le code in the same page be distinguished from SVPrefix code?
+
+The answers are that it is either impossible or that it requires a special mode-switching instruction to be called on entry and exit from functions, transitioning to and from ppc64le mode.
+
+This transition may be achieved very simply by marking the 64k page.
+
 # 16 bit Compressed
 
 See [[16_bit_compressed]]