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[libreriscv.git] / openpower / sv.mdwn
index 25120e3abed0f4ec6c2b46767e244c263b6e5cdd..1db110afd3c9c4a04800fab73379982b48dffbdf 100644 (file)
@@ -38,7 +38,7 @@ Fundamental design principles:
   (termed "preserving Program Order")
 * Specifically designed to be Precise-Interruptible at all times
   (many Vector ISAs have operations which, due to higher internal
-  accuracy or other complexity, must be effectively atomic for
+  accuracy or other complexity, must be effectively atomic only for
   the full Vector operation's duration, adversely affecting interrupt
   response latency, or be abandoned and started again)
 * Augments ("tags") existing instructions, providing Vectorisation
@@ -101,12 +101,14 @@ Comparative Basic Design Principle:
   guaranteeing binary interoperability)
 * Intel AVX-512 (and below): Hybrid Packed-Predicated SIMD with no
   instruction-overloading, guaranteeing binary interoperability
-  but penalising the ISA with uncontrolled opcode proliferation.
+  but at the same time penalising the ISA with runaway
+  opcode proliferation.
 * ARM SVE/SVE2: Hybrid Packed-Predicated SIMD with instruction-overloading
   that destroys binary interoperability. This is hidden behind the
-  misuse of the word "Scalable".
+  misuse of the word "Scalable" and is **permitted under License**
+  by "Silicon Partners".
 * RISC-V RVV: Cray-style Scalable Vector but with instruction-overloading
-  that destroys binary interoperability.
+  **permitted by the specification** that destroys binary interoperability.
 * SVP64: Cray-style Scalable Vector with no instruction-overloaded
   meanings.  The regfile numbers and bitwidths shall **not** change
   in a future revision (for the same instruction encoding):
@@ -136,6 +138,7 @@ Pages being developed and examples
   or are not immediately apparent despite the RISC paradigm
 * [[opcode_regs_deduped]] autogenerated table of SVP64 decoder augmentation
 * [[sv/sprs]] SPRs
+* [[sv/rfc]] RFCs to the [OPF ISA WG](https://openpower.foundation/isarfc/)
 
 SVP64 "Modes":
 
@@ -164,6 +167,39 @@ Core SVP64 instructions:
 Beyond this point are additional **Scalar** instructions related to
 specific workloads that have nothing to do with the SV Specification*
 
+# Stability Guarantees in Simple-V
+
+Providing long-term stability in an ISA is extremely challenging
+but critically important.
+It requires certain guarantees to be provided.
+
+* Firstly: that instructions will never be ambiguously-defined.
+* Secondly, that no instruction shall change meaning to produce
+  different results on different hardware (present or future)
+* Thirdly, that implementors are not permitted to either add
+  arbitrary features nor implement features in an incompatible
+  way. *(Performance may differ, but differing results are
+  not permitted)*.
+* Fourthly, that any part of Simple-V not implemented by
+  a lower Compliancy Level is *required* to raise an illegal
+  instruction trap (allowing soft-emulation).
+* Fifthly, that any `UNDEFINED` behaviour for practical implementation
+  reasons is clearly documented for both programmers and hardware
+  implementors.
+
+In particular, given the strong recent emphasis and interest in
+"Scalable Vector" ISAs, it is most unfortunate that both ARM SVE
+and RISC-V RVV permit the exact same instruction to produce
+different results on different hardware depending on a
+"Silicon Partner" hardware choice. This choice catastrophically
+and irrevocably causes binary non-interoperability *despite being
+a "feature"*.  Explained in <https://m.youtube.com/watch?v=HNEm8zmkjBU>
+
+It is therefore *guaranteed* that extensions to the register file
+width and quantity in Simple-V shall only be made in future by
+explicit means, ensuring binary compatibility.
+
+
 # Optional Scalar instructions
 
 **Additional Instructions for specific purposes (not SVP64)**
@@ -238,7 +274,7 @@ form.
 
 # Major opcodes summary <a name="major_op_summary"> </a>
 
-Simple-V itself only requires five instructions with 6-bit Minor XO
+Simple-V itself only requires six instructions with 6-bit Minor XO
 (bits 26-31), and the SVP64 Prefix Encoding requires
 25% space of the EXT001 Major Opcode.
 There are **no** Vector Instructions and consequently **no further
@@ -260,8 +296,8 @@ Please be advised that even though SV is entirely DRAFT status, there
 is considerable concern that because there is not yet any two-way
 day-to-day communication established with the OPF ISA WG, we have
 no idea if any of these are conflicting with future plans by any OPF
-Members.  **The External ISA WG RFC Process is yet to be ratified
-and Libre-SOC may not join the OPF as an entity because it does
+Members.  **The External ISA WG RFC Process has now been ratified
+but Libre-SOC may not join the OPF as an entity because it does
 not exist except in name. Even if it existed it would be a conflict
 of interest to join the OPF, due to our funding remit from NLnet**.
 We therefore proceed on the basis of making public the intention to
@@ -315,13 +351,16 @@ However when combined with the bitmanip scalar instructions
 requiring two Major opcodes this would come to a grand total of 3 precious
 Major opcodes. On balance, then, sacrificing 25% of EXT001 is the "least
 difficult" choice.
+Alternative locations for SVP64
+Prefixing include EXT006 and EXT017, with EXT006 being most favourable
+as there is room for future expansion.
 
 Note also that EXT022, the Official Architectural Sandbox area
 available for "Custom non-approved purposes" according to the Power
 ISA Spec,
 is under severe design pressure as it is insufficient to hold
 the full extent of the instruction additions required to create
-a Hybrid 3D CPU-VPU-GPU.  Akthough the wording of the Power ISA
+a Hybrid 3D CPU-VPU-GPU.  Although the wording of the Power ISA
 Specification leaves open the *possibility* of not needing to
 propose ISA Extensions to the ISA WG, it is clear that EXT022
 is an inappropriate location for a large high-profile Extension
@@ -329,7 +368,7 @@ intended for mass-volume product deployment. Every in-good-faith effort will
 therefore be made to work with the OPF ISA WG to
 submit SVP64 via the External RFC Process.
 
-**Whilst SVP64 is only 5 instructions
+**Whilst SVP64 is only 6 instructions
 the heavy focus on VSX for the past 12 years has left the SFFS Level
 anaemic and out-of-date compared to ARM and x86.**
 This is very much