add modes to ls010
authorLuke Kenneth Casson Leighton <lkcl@lkcl.net>
Wed, 29 Mar 2023 15:55:56 +0000 (16:55 +0100)
committerLuke Kenneth Casson Leighton <lkcl@lkcl.net>
Wed, 29 Mar 2023 15:55:56 +0000 (16:55 +0100)
openpower/sv/rfc/ls010.mdwn

index b8e6222c5c0253647df372e79f0a29b39bfa0b31..c9a6e1bddc4eb6e422b9764b1ed45f60ec3bfb29 100644 (file)
@@ -61,7 +61,7 @@ In the Upper Compliancy Levels the size of the GPR and FPR Register files are ex
 from 32 to 128 entries, and the number of CR Fields expanded from CR0-CR7 to CR0-CR127.
 
 Memory access remains exactly the same: the effects of `MSR.LE` remain exactly the same,
-affecting as they already do and remain **only** on the Load and Store memory-register 
+affecting as they already do and remain **only** on the Load and Store memory-register
 operation byte-order, and having nothing to do with the
 ordering of the contents of register files or register-register operations.
 
@@ -226,7 +226,7 @@ TODO incorporate EXT09
 
 To "activate" svp64 (in a way that does not conflict with v3.1B 64 bit Prefix mode), fields within the v3.1B Prefix Opcode Map are set
 (see Prefix Opcode Map, above), leaving 24 bits "free" for use by SV.
-This is achieved by setting bits 7 and 9 to 1:  
+This is achieved by setting bits 7 and 9 to 1:
 
 | Name       | Bits    | Value | Description                    |
 |------------|---------|-------|--------------------------------|
@@ -267,7 +267,7 @@ The following fields are common to all Remapped Encodings:
 |------------|------------|----------------------------------------|
 | MASKMODE   | `0`        | Execution (predication) Mask Kind      |
 | MASK       | `1:3`      | Execution Mask                      |
-| SUBVL      | `8:9`      | Sub-vector length                   |                          
+| SUBVL      | `8:9`      | Sub-vector length                   |
 
 The following fields are optional or encoded differently depending
 on context after decoding of the Scalar suffix:
@@ -276,7 +276,7 @@ on context after decoding of the Scalar suffix:
 |------------|------------|----------------------------------------|
 | ELWIDTH       | `4:5`      | Element Width                       |
 | ELWIDTH_SRC   | `6:7`      | Element Width for Source      |
-| EXTRA         | `10:18`    | Register Extra encoding                |                          
+| EXTRA         | `10:18`    | Register Extra encoding                |
 | MODE          | `19:23`    | changes Vector behaviour               |
 
 * MODE changes the behaviour of the SV operation (result saturation, mapreduce)
@@ -287,12 +287,12 @@ on context after decoding of the Scalar suffix:
 
 Similar to Power ISA `X-Form` etc. EXTRA bits are given designations, such as `RM-1P-3S1D` which indicates for this example that the operation is to be single-predicated and that there are 3 source operand EXTRA tags and one destination operand tag.
 
-Note that if ELWIDTH != ELWIDTH_SRC this may result in reduced performance or increased latency in some implementations due to lane-crossing. 
+Note that if ELWIDTH != ELWIDTH_SRC this may result in reduced performance or increased latency in some implementations due to lane-crossing.
 
 # Mode
 
 Mode is an augmentation of SV behaviour.  Different types of
-instructions have different needs, similar to Power ISA 
+instructions have different needs, similar to Power ISA
 v3.1 64 bit prefix 8LS and MTRR formats apply to different
 instruction types.  Modes include Reduction, Iteration, arithmetic
 saturation, and Fail-First.  More specific details in each
@@ -347,7 +347,7 @@ clearly the behaviour of `sv.fadds` is performed at 32-bit accuracy
 then padded back out to fit in IEEE754 FP64, exactly as for Scalar
 v3.0B "single" FP.  Any FP operation ending in "s" where ELWIDTH=f16
 or ELWIDTH=bf16 is reserved and must raise an illegal instruction
-(IEEE754 FP8 or BF8 are not defined). 
+(IEEE754 FP8 or BF8 are not defined).
 
 ## Elwidth for CRs:
 
@@ -542,7 +542,7 @@ augmented to 7 bits in length.
 ## RM-1P-2S1D
 
 single-predicate, three registers (2 read, 1 write)
+
 | Field Name | Field bits | Description                 |
 |------------|------------|----------------------------|
 | Rdest_EXTRA3 | `10:12`    | extends Rdest             |
@@ -573,7 +573,7 @@ Note also that LD with update indexed, which takes 2 src and 2 dest
 Twin Predication.  therefore these are treated as RM-2P-2S1D and the
 src spec for RA is also used for the same RA as a dest.
 
-Note that if ELWIDTH != ELWIDTH_SRC this may result in reduced performance or increased latency in some implementations due to lane-crossing. 
+Note that if ELWIDTH != ELWIDTH_SRC this may result in reduced performance or increased latency in some implementations due to lane-crossing.
 
 # R\*\_EXTRA2/3
 
@@ -618,7 +618,7 @@ Future versions may extend to 256 by shifting Vector numbering up.
 Scalar will not be altered.
 
 Note that in some cases the range of starting points for Vectors
-is limited. 
+is limited.
 
 ## INT/FP EXTRA3
 
@@ -727,7 +727,1904 @@ For a 3-bit operand (e.g. BFA):
 | 10    | Vector | `CR0-CR112`/16 | BFA 0 | 0b000   |
 | 11    | Vector | `CR8-CR120`/16 | BFA 1 | 0b000   |
 
-# Appendix
 
-Now at its own page: [[svp64/appendix]]
+# Normal SVP64 Modes, for Arithmetic and Logical Operations
+
+Normal SVP64 Mode covers Arithmetic and Logical operations
+to provide suitable additional behaviour.  The Mode
+field is bits 19-23 of the [[svp64]] RM Field.
+
+## Mode
+
+Mode is an augmentation of SV behaviour, providing additional
+functionality.  Some of these alterations are element-based (saturation), others involve post-analysis (predicate result) and others are Vector-based (mapreduce, fail-on-first).
+
+[[sv/ldst]],
+[[sv/cr_ops]] and [[sv/branches]] are covered separately: the following
+Modes apply to Arithmetic and Logical SVP64 operations:
+
+* **simple** mode is straight vectorisation.  no augmentations: the vector comprises an array of independently created results.
+* **ffirst** or data-dependent fail-on-first: see separate section.  the vector may be truncated depending on certain criteria.
+  *VL is altered as a result*.
+* **sat mode** or saturation: clamps each element result to a min/max rather than overflows / wraps.  allows signed and unsigned clamping for both INT
+and FP.
+* **reduce mode**. if used correctly, a mapreduce (or a prefix sum)
+  is performed.    see [[svp64/appendix]].
+  note that there are comprehensive caveats when using this mode.
+* **pred-result** will test the result (CR testing selects a bit of CR and inverts it, just like branch conditional testing) and if the test fails it
+is as if the
+*destination* predicate bit was zero even before starting the operation.
+When Rc=1 the CR element however is still stored in the CR regfile, even if the test failed.  See appendix for details.
+
+Note that ffirst and reduce modes are not anticipated to be high-performance in some implementations.  ffirst due to interactions with VL, and reduce due to it requiring additional operations to produce a result.  simple, saturate and pred-result are however inter-element independent and may easily be parallelised to give high performance, regardless of the value of VL.
+
+The Mode table for Arithmetic and Logical operations
+ is laid out as follows:
+
+| 0-1 |  2  |  3   4  |  description              |
+| --- | --- |---------|-------------------------- |
+| 00  |   0 |  dz  sz | simple mode                      |
+| 00  |   1 | 0  RG   | scalar reduce mode (mapreduce) |
+| 00  |   1 | 1  /    | reserved     |
+| 01  | inv | CR-bit  | Rc=1: ffirst CR sel              |
+| 01  | inv | VLi RC1 |  Rc=0: ffirst z/nonz |
+| 10  |   N | dz   sz |  sat mode: N=0/1 u/s |
+| 11  | inv | CR-bit  |  Rc=1: pred-result CR sel |
+| 11  | inv | zz  RC1 |  Rc=0: pred-result z/nonz |
+
+Fields:
+
+* **sz / dz**  if predication is enabled will put zeros into the dest (or as src in the case of twin pred) when the predicate bit is zero.  otherwise the element is ignored or skipped, depending on context.
+* **zz**: both sz and dz are set equal to this flag
+* **inv CR bit** just as in branches (BO) these bits allow testing of a CR bit and whether it is set (inv=0) or unset (inv=1)
+* **RG** inverts the Vector Loop order (VL-1 downto 0) rather
+than the normal 0..VL-1
+* **N** sets signed/unsigned saturation.
+* **RC1** as if Rc=1, enables access to `VLi`.
+* **VLi** VL inclusive: in fail-first mode, the truncation of
+  VL *includes* the current element at the failure point rather
+  than excludes it from the count.
+
+For LD/ST Modes, see [[sv/ldst]].  For Condition Registers
+see [[sv/cr_ops]].
+For Branch modes, see [[sv/branches]].
+
+# Rounding, clamp and saturate
+
+See [[av_opcodes]] for relevant opcodes and use-cases.
+
+To help ensure that audio quality is not compromised by overflow,
+"saturation" is provided, as well as a way to detect when saturation
+occurred if desired (Rc=1). When Rc=1 there will be a *vector* of CRs,
+one CR per element in the result (Note: this is different from VSX which
+has a single CR per block).
+
+When N=0 the result is saturated to within the maximum range of an
+unsigned value.  For integer ops this will be 0 to 2^elwidth-1. Similar
+logic applies to FP operations, with the result being saturated to
+maximum rather than returning INF, and the minimum to +0.0
+
+When N=1 the same occurs except that the result is saturated to the min
+or max of a signed result, and for FP to the min and max value rather
+than returning +/- INF.
+
+When Rc=1, the CR "overflow" bit is set on the CR associated with the
+element, to indicate whether saturation occurred.  Note that due to
+the hugely detrimental effect it has on parallel processing, XER.SO is
+**ignored** completely and is **not** brought into play here.  The CR
+overflow bit is therefore simply set to zero if saturation did not occur,
+and to one if it did.
+
+Note also that saturate on operations that set OE=1 must raise an
+Illegal Instruction due to the conflicting use of the CR.so bit for
+storing if
+saturation occurred. Integer Operations that produce a Carry-Out (CA, CA32):
+these two bits will be `UNDEFINED` if saturation is also requested.
+
+Note that the operation takes place at the maximum bitwidth (max of
+src and dest elwidth) and that truncation occurs to the range of the
+dest elwidth.
+
+*Programmer's Note: Post-analysis of the Vector of CRs to find out if any given element hit
+saturation may be done using a mapreduced CR op (cror), or by using the
+new crrweird instruction with Rc=1, which will transfer the required
+CR bits to a scalar integer and update CR0, which will allow testing
+the scalar integer for nonzero.  see [[sv/cr_int_predication]]*
+
+## Reduce mode
+
+Reduction in SVP64 is similar in essence to other Vector Processing
+ISAs, but leverages the underlying scalar Base v3.0B operations.
+Thus it is more a convention that the programmer may utilise to give
+the appearance and effect of a Horizontal Vector Reduction. Due
+to the unusual decoupling it is also possible to perform
+prefix-sum (Fibonacci Series) in certain circumstances. Details are in the [[svp64/appendix]]
+
+Reduce Mode should not be confused with Parallel Reduction [[sv/remap]].
+As explained in the [[sv/appendix]] Reduce Mode switches off the check
+which would normally stop looping if the result register is scalar.
+Thus, the result scalar register, if also used as a source scalar,
+may be used to perform sequential accumulation.  This *deliberately*
+sets up a chain
+of Register Hazard Dependencies, whereas Parallel Reduce [[sv/remap]]
+deliberately issues a Tree-Schedule of operations that may be parallelised.
+
+## Fail-on-first
+
+Data-dependent fail-on-first has two distinct variants: one for LD/ST,
+the other for arithmetic operations (actually, CR-driven).  Note in each
+case the assumption is that vector elements are required to appear to be
+executed in sequential Program Order. When REMAP is not active,
+element 0 would be the first.
+
+Data-driven (CR-driven) fail-on-first activates when Rc=1 or other
+CR-creating operation produces a result (including cmp).  Similar to
+branch, an analysis of the CR is performed and if the test fails, the
+vector operation terminates and discards all element operations **at and
+above the current one**, and VL is truncated to either
+the *previous* element or the current one, depending on whether
+VLi (VL "inclusive") is clear or set, respectively.
+
+Thus the new VL comprises a contiguous vector of results,
+all of which pass the testing criteria (equal to zero, less than zero etc
+as defined by the CR-bit test).
+
+*Note: when VLi is clear, the behaviour at first seems counter-intuitive.
+A result is calculated but if the test fails it is prohibited from being
+actually written.  This becomes intuitive again when it is remembered
+that the length that VL is set to is the number of *written* elements,
+and only when VLI is set will the current element be included in that
+count.*
+
+The CR-based data-driven fail-on-first is "new" and not found in ARM
+SVE or RVV. At the same time it is "old" because it is almost
+identical to a generalised form of Z80's `CPIR` instruction.
+It is extremely useful for reducing instruction count,
+however requires speculative execution involving modifications of VL
+to get high performance implementations.  An additional mode (RC1=1)
+effectively turns what would otherwise be an arithmetic operation
+into a type of `cmp`.  The CR is stored (and the CR.eq bit tested
+against the `inv` field).
+If the CR.eq bit is equal to `inv` then the Vector is truncated and
+the loop ends.
+
+VLi is only available as an option when `Rc=0` (or for instructions
+which do not have Rc). When set, the current element is always
+also included in the count (the new length that VL will be set to).
+This may be useful in combination with "inv" to truncate the Vector
+to *exclude* elements that fail a test, or, in the case of implementations
+of strncpy, to include the terminating zero.
+
+In CR-based data-driven fail-on-first there is only the option to select
+and test one bit of each CR (just as with branch BO).  For more complex
+tests this may be insufficient.  If that is the case, a vectorised crop
+such as crand, cror or [[sv/cr_int_predication]] crweirder may be used,
+and ffirst applied to the crop instead of to
+the arithmetic vector. Note that crops are covered by
+the [[sv/cr_ops]] Mode format.
+
+*Programmer's note: `VLi` is only accessible in normal operations
+which in turn limits the CR field bit-testing to only `EQ/NE`.
+[[sv/cr_ops]] are not so limited.  Thus it is possible to use for
+example `sv.cror/ff=gt/vli *0,*0,*0`, which is not a `nop` because
+it allows Fail-First Mode to perform a test and truncate VL.*
+
+Two extremely important aspects of ffirst are:
+
+* LDST ffirst may never set VL equal to zero.  This because on the first
+  element an exception must be raised "as normal".
+* CR-based data-dependent ffirst on the other hand **can** set VL equal
+  to zero. This is the only means in the entirety of SV that VL may be set
+  to zero (with the exception of via the SV.STATE SPR).  When VL is set
+  zero due to the first element failing the CR bit-test, all subsequent
+  vectorised operations are effectively `nops` which is
+  *precisely the desired and intended behaviour*.
+
+The second crucial aspect, compared to LDST Ffirst:
+
+* LD/ST Failfirst may (beyond the initial first element
+  conditions) truncate VL for any architecturally
+  suitable reason. Beyond the first element LD/ST Failfirst is
+  arbitrarily speculative and 100% non-deterministic.
+* CR-based data-dependent first on the other hand MUST NOT truncate VL
+  arbitrarily to a length decided by the hardware: VL MUST only be
+  truncated based explicitly on whether a test fails.
+  This because it is a precise Deterministic test on which algorithms
+  can and will will rely.
+
+**Floating-point Exceptions**
+
+When Floating-point exceptions are enabled VL must be truncated at
+the point where the Exception appears not to have occurred. If `VLi`
+is set then VL must include the faulting element, and thus the
+faulting element will always raise its exception.  If however `VLi`
+is clear then VL **excludes** the faulting element and thus the
+exception will **never** be raised.
+
+Although very strongly
+discouraged the Exception Mode that permits Floating Point Exception
+notification to arrive too late to unwind is permitted
+(under protest, due it violating
+the otherwise 100% Deterministic nature of Data-dependent Fail-first).
+
+**Use of lax FP Exception Notification Mode could result in parallel
+computations proceeding with invalid results that have to be explicitly
+detected, whereas with the strict FP Execption Mode enabled, FFirst
+truncates VL, allows subsequent parallel computation to avoid
+the exceptions entirely**
+
+## Data-dependent fail-first on CR operations (crand etc)
+
+Operations that actually produce or alter CR Field as a result
+have their own SVP64 Mode, described
+in [[sv/cr_ops]].
+
+## pred-result mode
+
+This mode merges common CR testing with predication, saving on instruction
+count. Below is the pseudocode excluding predicate zeroing and elwidth
+overrides. Note that the pseudocode for SVP64 CR-ops is slightly different.
+
+```
+    for i in range(VL):
+        # predication test, skip all masked out elements.
+        if predicate_masked_out(i):
+             continue
+        result = op(iregs[RA+i], iregs[RB+i])
+        CRnew = analyse(result) # calculates eq/lt/gt
+        # Rc=1 always stores the CR field
+        if Rc=1 or RC1:
+            CR.field[offs+i] = CRnew
+        # now test CR, similar to branch
+        if RC1 or CR.field[BO[0:1]] != BO[2]:
+            continue # test failed: cancel store
+        # result optionally stored but CR always is
+        iregs[RT+i] = result
+```
+
+The reason for allowing the CR element to be stored is so that
+post-analysis of the CR Vector may be carried out.  For example:
+Saturation may have occurred (and been prevented from updating, by the
+test) but it is desirable to know *which* elements fail saturation.
+
+Note that RC1 Mode basically turns all operations into `cmp`.  The
+calculation is performed but it is only the CR that is written. The
+element result is *always* discarded, never written (just like `cmp`).
+
+Note that predication is still respected: predicate zeroing is slightly
+different: elements that fail the CR test *or* are masked out are zero'd.
+
+# SV Load and Store
+
+**Rationale**
+
+All Vector ISAs dating back fifty years have extensive and comprehensive
+Load and Store operations that go far beyond the capabilities of Scalar
+RISC and most CISC processors, yet at their heart on an individual element
+basis may be found to be no different from RISC Scalar equivalents.
+
+The resource savings from Vector LD/ST are significant and stem from
+the fact that one single instruction can trigger a dozen (or in some
+microarchitectures such as Cray or NEC SX Aurora) hundreds of element-level Memory accesses.
+
+Additionally, and simply: if the Arithmetic side of an ISA supports
+Vector Operations, then in order to keep the ALUs 100% occupied the
+Memory infrastructure (and the ISA itself) correspondingly needs Vector
+Memory Operations as well.
+
+Vectorised Load and Store also presents an extra dimension (literally)
+which creates scenarios unique to Vector applications, that a Scalar
+(and even a SIMD) ISA simply never encounters.  SVP64 endeavours to
+add the modes typically found in *all* Scalable Vector ISAs,
+without changing the behaviour of the underlying Base
+(Scalar) v3.0B operations in any way.
+
+## Modes overview
+
+Vectorisation of Load and Store requires creation, from scalar operations,
+a number of different modes:
+
+* **fixed aka "unit" stride** - contiguous sequence with no gaps
+* **element strided** - sequential but regularly offset, with gaps
+* **vector indexed** - vector of base addresses and vector of offsets
+* **Speculative fail-first** - where it makes sense to do so
+* **Structure Packing** - covered in SV by [[sv/remap]] and Pack/Unpack Mode.
+
+*Despite being constructed from Scalar LD/ST none of these Modes
+exist or make sense in any Scalar ISA. They **only** exist in Vector ISAs*
+
+Also included in SVP64 LD/ST is both signed and unsigned Saturation,
+as well as Element-width overrides and Twin-Predication.
+
+Note also that Indexed [[sv/remap]] mode may be applied to both
+v3.0 LD/ST Immediate instructions *and* v3.0 LD/ST Indexed instructions.
+LD/ST-Indexed should not be conflated with Indexed REMAP mode: clarification
+is provided below.
+
+**Determining the LD/ST Modes**
+
+A minor complication (caused by the retro-fitting of modern Vector
+features to a Scalar ISA) is that certain features do not exactly make
+sense or are considered a security risk.  Fail-first on Vector Indexed
+would allow attackers to probe large numbers of pages from userspace, where
+strided fail-first (by creating contiguous sequential LDs) does not.
+
+In addition, reduce mode makes no sense.
+Realistically we need
+an alternative table definition for [[sv/svp64]] `RM.MODE`.
+The following modes make sense:
+
+* saturation
+* predicate-result (mostly for cache-inhibited LD/ST)
+* simple (no augmentation)
+* fail-first (where Vector Indexed is banned)
+* Signed Effective Address computation (Vector Indexed only)
+* Pack/Unpack (on LD/ST immediate operations only)
+
+More than that however it is necessary to fit the usual Vector ISA
+capabilities onto both Power ISA LD/ST with immediate and to
+LD/ST Indexed. They present subtly different Mode tables, which, due
+to lack of space, have the following quirks:
+
+* LD/ST Immediate has no individual control over src/dest zeroing,
+  whereas LD/ST Indexed does.
+* LD/ST Immediate has no Saturated Pack/Unpack (Arithmetic Mode does)
+* LD/ST Indexed has no Pack/Unpack (REMAP may be used instead)
+
+# Format and fields
+
+Fields used in tables below:
+
+* **sz / dz**  if predication is enabled will put zeros into the dest (or as src in the case of twin pred) when the predicate bit is zero.  otherwise the element is ignored or skipped, depending on context.
+* **zz**: both sz and dz are set equal to this flag.
+* **inv CR bit** just as in branches (BO) these bits allow testing of a CR bit and whether it is set (inv=0) or unset (inv=1)
+* **N** sets signed/unsigned saturation.
+* **RC1** as if Rc=1, stores CRs *but not the result*
+* **SEA** - Signed Effective Address, if enabled performs sign-extension on
+  registers that have been reduced due to elwidth overrides
+
+**LD/ST immediate**
+
+The table for [[sv/svp64]] for `immed(RA)` which is `RM.MODE`
+(bits 19:23 of `RM`) is:
+
+| 0-1 |  2  |  3   4  |  description               |
+| --- | --- |---------|--------------------------- |
+| 00  | 0   |  zz els | simple mode                |
+| 00  | 1   | PI  LF  | post-increment and Fault-First  |
+| 01  | inv | CR-bit  | Rc=1: ffirst CR sel        |
+| 01  | inv | els RC1 |  Rc=0: ffirst z/nonz       |
+| 10  |   N | zz  els |  sat mode: N=0/1 u/s       |
+| 11  | inv | CR-bit  |  Rc=1: pred-result CR sel  |
+| 11  | inv | els RC1 |  Rc=0: pred-result z/nonz  |
+
+The `els` bit is only relevant when `RA.isvec` is clear: this indicates
+whether stride is unit or element:
+
+```
+    if RA.isvec:
+        svctx.ldstmode = indexed
+    elif els == 0:
+        svctx.ldstmode = unitstride
+    elif immediate != 0:
+        svctx.ldstmode = elementstride
+```
+
+An immediate of zero is a safety-valve to allow `LD-VSPLAT`:
+in effect the multiplication of the immediate-offset by zero results
+in reading from the exact same memory location, *even with a Vector
+register*. (Normally this type of behaviour is reserved for the
+mapreduce modes)
+
+For `LD-VSPLAT`, on non-cache-inhibited Loads, the read can occur
+just the once and be copied, rather than hitting the Data Cache
+multiple times with the same memory read at the same location.
+The benefit of Cache-inhibited LD-splats is that it allows
+for memory-mapped peripherals to have multiple
+data values read in quick succession and stored in sequentially
+numbered registers (but, see Note below).
+
+For non-cache-inhibited ST from a vector source onto a scalar
+destination: with the Vector
+loop effectively creating multiple memory writes to the same location,
+we can deduce that the last of these will be the "successful" one. Thus,
+implementations are free and clear to optimise out the overwriting STs,
+leaving just the last one as the "winner".  Bear in mind that predicate
+masks will skip some elements (in source non-zeroing mode).
+Cache-inhibited ST operations on the other hand **MUST** write out
+a Vector source multiple successive times to the exact same Scalar
+destination. Just like Cache-inhibited LDs, multiple values may be
+written out in quick succession to a memory-mapped peripheral from
+sequentially-numbered registers.
+
+Note that any memory location may be Cache-inhibited
+(Power ISA v3.1, Book III, 1.6.1, p1033)
+
+*Programmer's Note: an immediate also with a Scalar source as
+a "VSPLAT" mode is simply not possible: there are not enough
+Mode bits. One single Scalar Load operation may be used instead, followed
+by any arithmetic operation (including a simple mv) in "Splat"
+mode.*
+
+**LD/ST Indexed**
+
+The modes for `RA+RB` indexed version are slightly different
+but are the same `RM.MODE` bits (19:23 of `RM`):
+
+| 0-1 |  2  |  3   4  |  description              |
+| --- | --- |---------|-------------------------- |
+| 00  | SEA |  dz  sz | simple mode        |
+| 01  | SEA | dz sz   | Strided (scalar only source)   |
+| 10  |   N | dz   sz |  sat mode: N=0/1 u/s |
+| 11  | inv | CR-bit  |  Rc=1: pred-result CR sel |
+| 11  | inv | zz  RC1 |  Rc=0: pred-result z/nonz |
+
+Vector Indexed Strided Mode is qualified as follows:
+
+    if mode = 0b01 and !RA.isvec and !RB.isvec:
+        svctx.ldstmode = elementstride
+
+A summary of the effect of Vectorisation of src or dest:
+
+     imm(RA)  RT.v   RA.v   no stride allowed
+     imm(RA)  RT.s   RA.v   no stride allowed
+     imm(RA)  RT.v   RA.s   stride-select allowed
+     imm(RA)  RT.s   RA.s   not vectorised
+     RA,RB    RT.v  {RA|RB}.v Standard Indexed
+     RA,RB    RT.s  {RA|RB}.v Indexed but single LD (no VSPLAT)
+     RA,RB    RT.v  {RA&RB}.s VSPLAT possible. stride selectable
+     RA,RB    RT.s  {RA&RB}.s not vectorised (scalar identity)
+
+Signed Effective Address computation is only relevant for
+Vector Indexed Mode, when elwidth overrides are applied.
+The source override applies to RB, and before adding to
+RA in order to calculate the Effective Address, if SEA is
+set RB is sign-extended from elwidth bits to the full 64
+bits.  For other Modes (ffirst, saturate),
+all EA computation with elwidth overrides is unsigned.
+
+Note that cache-inhibited LD/ST  when VSPLAT is activated will perform **multiple** LD/ST operations, sequentially.  Even with scalar src a
+Cache-inhibited LD will read the same memory location *multiple times*, storing the result in successive Vector destination registers.  This because the cache-inhibit instructions are typically used to read and write memory-mapped peripherals.
+If a genuine cache-inhibited LD-VSPLAT is required then a single *scalar*
+cache-inhibited LD should be performed, followed by a VSPLAT-augmented mv,
+copying the one *scalar* value into multiple register destinations.
+
+Note also that cache-inhibited VSPLAT with Predicate-result is possible.
+This allows for example to issue a massive batch of memory-mapped
+peripheral reads, stopping at the first NULL-terminated character and
+truncating VL to that point. No branch is needed to issue that large burst
+of LDs, which may be valuable in Embedded scenarios.
+
+## Vectorisation of Scalar Power ISA v3.0B
+
+Scalar Power ISA Load/Store operations may be seen from their
+pseudocode to be of the form:
+
+    lbux RT, RA, RB
+    EA <- (RA) + (RB)
+    RT <- MEM(EA)
+
+and for immediate variants:
+
+    lb RT,D(RA)
+    EA <- RA + EXTS(D)
+    RT <- MEM(EA)
+
+Thus in the first example, the source registers may each be independently
+marked as scalar or vector, and likewise the destination; in the second
+example only the one source and one dest may be marked as scalar or
+vector.
+
+Thus we can see that Vector Indexed may be covered, and, as demonstrated
+with the pseudocode below, the immediate can be used to give unit
+stride or element stride.  With there being no way to tell which from
+the Power v3.0B Scalar opcode alone, the choice is provided instead by
+the SV Context.
+
+```
+    # LD not VLD!  format - ldop RT, immed(RA)
+    # op_width: lb=1, lh=2, lw=4, ld=8
+    op_load(RT, RA, op_width, immed, svctx, RAupdate):
+      ps = get_pred_val(FALSE, RA); # predication on src
+      pd = get_pred_val(FALSE, RT); # ... AND on dest
+      for (i=0, j=0, u=0; i < VL && j < VL;):
+        # skip nonpredicates elements
+        if (RA.isvec) while (!(ps & 1<<i)) i++;
+        if (RAupdate.isvec) while (!(ps & 1<<u)) u++;
+        if (RT.isvec) while (!(pd & 1<<j)) j++;
+        if postinc:
+            offs = 0; # added afterwards
+            if RA.isvec: srcbase = ireg[RA+i]
+            else         srcbase = ireg[RA]
+        elif svctx.ldstmode == elementstride:
+          # element stride mode
+          srcbase = ireg[RA]
+          offs = i * immed              # j*immed for a ST
+        elif svctx.ldstmode == unitstride:
+          # unit stride mode
+          srcbase = ireg[RA]
+          offs = immed + (i * op_width) # j*op_width for ST
+        elif RA.isvec:
+          # quirky Vector indexed mode but with an immediate
+          srcbase = ireg[RA+i]
+          offs = immed;
+        else
+          # standard scalar mode (but predicated)
+          # no stride multiplier means VSPLAT mode
+          srcbase = ireg[RA]
+          offs = immed
+
+        # compute EA
+        EA = srcbase + offs
+        # load from memory
+        ireg[RT+j] <= MEM[EA];
+        # check post-increment of EA
+        if postinc: EA = srcbase + immed;
+        # update RA?
+        if RAupdate: ireg[RAupdate+u] = EA;
+        if (!RT.isvec)
+            break # destination scalar, end now
+        if (RA.isvec) i++;
+        if (RAupdate.isvec) u++;
+        if (RT.isvec) j++;
+```
+
+Indexed LD is:
+
+```
+    # format: ldop RT, RA, RB
+    function op_ldx(RT, RA, RB, RAupdate=False) # LD not VLD!
+      ps = get_pred_val(FALSE, RA); # predication on src
+      pd = get_pred_val(FALSE, RT); # ... AND on dest
+      for (i=0, j=0, k=0, u=0; i < VL && j < VL && k < VL):
+        # skip nonpredicated RA, RB and RT
+        if (RA.isvec) while (!(ps & 1<<i)) i++;
+        if (RAupdate.isvec) while (!(ps & 1<<u)) u++;
+        if (RB.isvec) while (!(ps & 1<<k)) k++;
+        if (RT.isvec) while (!(pd & 1<<j)) j++;
+        if svctx.ldstmode == elementstride:
+            EA = ireg[RA] + ireg[RB]*j   # register-strided
+        else
+            EA = ireg[RA+i] + ireg[RB+k] # indexed address
+        if RAupdate: ireg[RAupdate+u] = EA
+        ireg[RT+j] <= MEM[EA];
+        if (!RT.isvec)
+            break # destination scalar, end immediately
+        if (RA.isvec) i++;
+        if (RAupdate.isvec) u++;
+        if (RB.isvec) k++;
+        if (RT.isvec) j++;
+```
+
+Note that Element-Strided uses the Destination Step because with both
+sources being Scalar as a prerequisite condition of activation of
+Element-Stride Mode, the source step (being Scalar) would never advance.
+
+Note in both cases that [[sv/svp64]] allows RA-as-a-dest in "update" mode (`ldux`) to be effectively a *completely different* register from RA-as-a-source.  This because there is room in svp64 to extend RA-as-src as well as RA-as-dest, both independently as scalar or vector *and* independently extending their range.
+
+*Programmer's note: being able to set RA-as-a-source
+ as separate from RA-as-a-destination as Scalar is **extremely valuable**
+ once it is remembered that Simple-V element operations must
+ be in Program Order, especially in loops, for saving on
+ multiple address computations. Care does have
+ to be taken however that RA-as-src is not overwritten by
+ RA-as-dest unless intentionally desired, especially in element-strided Mode.*
+
+## LD/ST Indexed vs Indexed REMAP
+
+Unfortunately the word "Indexed" is used twice in completely different
+contexts, potentially causing confusion.
+
+* There has existed instructions in the Power ISA `ld RT,RA,RB` since
+  its creation: these are called "LD/ST Indexed" instructions and their
+  name and meaning is well-established.
+* There now exists, in Simple-V, a REMAP mode called "Indexed"
+  Mode that can be applied to *any* instruction **including those
+  named LD/ST Indexed**.
+
+Whilst it may be costly in terms of register reads to allow REMAP
+Indexed Mode to be applied to any Vectorised LD/ST Indexed operation such as
+`sv.ld *RT,RA,*RB`, or even misleadingly
+labelled  as redundant, firstly the strict
+application of the RISC Paradigm that Simple-V follows makes it awkward
+to consider *preventing* the application of Indexed REMAP to such
+operations, and secondly they are not actually the same at all.
+
+Indexed REMAP, as applied to RB in the instruction `sv.ld *RT,RA,*RB`
+effectively performs an *in-place* re-ordering of the offsets, RB.
+To achieve the same effect without Indexed REMAP would require taking
+a *copy* of the Vector of offsets starting at RB, manually explicitly
+reordering them, and finally using the copy of re-ordered offsets in
+a non-REMAP'ed `sv.ld`.  Using non-strided LD as an example,
+pseudocode showing what actually occurs,
+where the pseudocode for `indexed_remap` may be found in [[sv/remap]]:
+
+```
+    # sv.ld *RT,RA,*RB with Index REMAP applied to RB
+    for i in 0..VL-1:
+        if remap.indexed:
+            rb_idx = indexed_remap(i) # remap
+        else:
+            rb_idx = i # use the index as-is
+        EA = GPR(RA) + GPR(RB+rb_idx)
+        GPR(RT+i) = MEM(EA, 8)
+```
+
+Thus it can be seen that the use of Indexed REMAP saves copying
+and manual reordering of the Vector of RB offsets.
+
+## LD/ST ffirst
+
+LD/ST ffirst treats the first LD/ST in a vector (element 0 if REMAP
+is not active) as an ordinary one, with all behaviour with respect to
+Interrupts Exceptions Page Faults Memory Management being identical
+in every regard to Scalar v3.0 Power ISA LD/ST. However for elements
+1 and above, if an exception would occur, then VL is **truncated**
+to the previous element: the exception is **not** then raised because
+the LD/ST that would otherwise have caused an exception is *required*
+to be cancelled. Additionally an implementor may choose to truncate VL
+for any arbitrary reason *except for the very first*.
+
+ffirst LD/ST to multiple pages via a Vectorised Index base is
+considered a security risk due to the abuse of probing multiple
+pages in rapid succession and getting speculative feedback on which
+pages would fail.  Therefore Vector Indexed LD/ST is prohibited
+entirely, and the Mode bit instead used for element-strided LD/ST.
+See <https://bugs.libre-soc.org/show_bug.cgi?id=561>
+
+```
+    for(i = 0; i < VL; i++)
+        reg[rt + i] = mem[reg[ra] + i * reg[rb]];
+```
+
+High security implementations where any kind of speculative probing
+of memory pages is considered a risk should take advantage of the fact that
+implementations may truncate VL at any point, without requiring software
+to be rewritten and made non-portable. Such implementations may choose
+to *always* set VL=1 which will have the effect of terminating any
+speculative probing (and also adversely affect performance), but will
+at least not require applications to be rewritten.
+
+Low-performance simpler hardware implementations may also
+choose (always) to also set VL=1 as the bare minimum compliant implementation of
+LD/ST Fail-First. It is however critically important to remember that
+the first element LD/ST **MUST** be treated as an ordinary LD/ST, i.e.
+**MUST** raise exceptions exactly like an ordinary LD/ST.
+
+For ffirst LD/STs, VL may be truncated arbitrarily to a nonzero value for any implementation-specific reason. For example: it is perfectly reasonable for implementations to alter VL when ffirst LD or ST operations are initiated on a nonaligned boundary, such that within a loop the subsequent iteration of that loop begins the following ffirst LD/ST operations on an aligned boundary
+such as the beginning of a cache line, or beginning of a Virtual Memory
+page. Likewise, to reduce workloads or balance resources.
+
+Vertical-First Mode is slightly strange in that only one element
+at a time is ever executed anyway.  Given that programmers may
+legitimately choose to alter srcstep and dststep in non-sequential
+order as part of explicit loops, it is neither possible nor
+safe to make speculative assumptions about future LD/STs.
+Therefore, Fail-First LD/ST in Vertical-First is `UNDEFINED`.
+This is very different from Arithmetic (Data-dependent) FFirst
+where Vertical-First Mode is fully deterministic, not speculative.
+
+## LOAD/STORE Elwidths <a name="elwidth"></a>
+
+Loads and Stores are almost unique in that the Power Scalar ISA
+provides a width for the operation (lb, lh, lw, ld).  Only `extsb` and
+others like it provide an explicit operation width.  There are therefore
+*three* widths involved:
+
+* operation width (lb=8, lh=16, lw=32, ld=64)
+* src element width override (8/16/32/default)
+* destination element width override (8/16/32/default)
+
+Some care is therefore needed to express and make clear the transformations,
+which are expressly in this order:
+
+* Calculate the Effective Address from RA at full width
+  but (on Indexed Load) allow srcwidth overrides on RB
+* Load at the operation width (lb/lh/lw/ld) as usual
+* byte-reversal as usual
+* Non-saturated mode:
+   - zero-extension or truncation from operation width to dest elwidth
+   - place result in destination at dest elwidth
+* Saturated mode:
+   - Sign-extension or truncation from operation width to dest width
+   - signed/unsigned saturation down to dest elwidth
+
+In order to respect Power v3.0B Scalar behaviour the memory side
+is treated effectively as completely separate and distinct from SV
+augmentation.  This is primarily down to quirks surrounding LE/BE and
+byte-reversal.
+
+It is rather unfortunately possible to request an elwidth override
+on the memory side which
+does not mesh with the overridden operation width: these result in
+`UNDEFINED`
+behaviour.  The reason is that the effect of attempting a 64-bit `sv.ld`
+operation with a source elwidth override of 8/16/32 would result in
+overlapping memory requests, particularly on unit and element strided
+operations.  Thus it is `UNDEFINED` when the elwidth is smaller than
+the memory operation width. Examples include `sv.lw/sw=16/els` which
+requests (overlapping) 4-byte memory reads offset from
+each other at 2-byte intervals.  Store likewise is also `UNDEFINED`
+where the dest elwidth override is less than the operation width.
+
+Note the following regarding the pseudocode to follow:
+
+* `scalar identity behaviour` SV Context parameter conditions turn this
+  into a straight absolute fully-compliant Scalar v3.0B LD operation
+* `brev` selects whether the operation is the byte-reversed variant (`ldbrx`
+  rather than `ld`)
+* `op_width` specifies the operation width (`lb`, `lh`, `lw`, `ld`) as
+  a "normal" part of Scalar v3.0B LD
+* `imm_offs` specifies the immediate offset `ld r3, imm_offs(r5)`, again
+  as a "normal" part of Scalar v3.0B LD
+* `svctx` specifies the SV Context and includes VL as well as
+  source and destination elwidth overrides.
+
+Below is the pseudocode for Unit-Strided LD (which includes Vector capability). Observe in particular that RA, as the base address in
+both Immediate and Indexed LD/ST,
+does not have element-width overriding applied to it.
+
+Note that predication, predication-zeroing,
+and other modes except saturation have all been removed,
+for clarity and simplicity:
+
+```
+    # LD not VLD!
+    # this covers unit stride mode and a type of vector offset
+    function op_ld(RT, RA, op_width, imm_offs, svctx)
+      for (int i = 0, int j = 0; i < svctx.VL && j < svctx.VL):
+        if not svctx.unit/el-strided:
+            # strange vector mode, compute 64 bit address which is
+            # not polymorphic! elwidth hardcoded to 64 here
+            srcbase = get_polymorphed_reg(RA, 64, i)
+        else:
+            # unit / element stride mode, compute 64 bit address
+            srcbase = get_polymorphed_reg(RA, 64, 0)
+            # adjust for unit/el-stride
+            srcbase += ....
+
+        # read the underlying memory
+        memread <= MEM(srcbase + imm_offs, op_width)
+
+        # check saturation.
+        if svpctx.saturation_mode:
+            # ... saturation adjustment...
+            memread = clamp(memread, op_width, svctx.dest_elwidth)
+        else:
+            # truncate/extend to over-ridden dest width.
+            memread = adjust_wid(memread, op_width, svctx.dest_elwidth)
+
+        # takes care of inserting memory-read (now correctly byteswapped)
+        # into regfile underlying LE-defined order, into the right place
+        # within the NEON-like register, respecting destination element
+        # bitwidth, and the element index (j)
+        set_polymorphed_reg(RT, svctx.dest_elwidth, j, memread)
+
+        # increments both src and dest element indices (no predication here)
+        i++;
+        j++;
+```
+
+Note above that the source elwidth is *not used at all* in LD-immediate.
+
+For LD/Indexed, the key is that in the calculation of the Effective Address,
+RA has no elwidth override but RB does.  Pseudocode below is simplified
+for clarity: predication and all modes except saturation are removed:
+
+```
+    # LD not VLD! ld*rx if brev else ld*
+    function op_ld(RT, RA, RB, op_width, svctx, brev)
+      for (int i = 0, int j = 0; i < svctx.VL && j < svctx.VL):
+        if not svctx.el-strided:
+            # RA not polymorphic! elwidth hardcoded to 64 here
+            srcbase = get_polymorphed_reg(RA, 64, i)
+        else:
+            # element stride mode, again RA not polymorphic
+            srcbase = get_polymorphed_reg(RA, 64, 0)
+        # RB *is* polymorphic
+        offs = get_polymorphed_reg(RB, svctx.src_elwidth, i)
+        # sign-extend
+        if svctx.SEA: offs = sext(offs, svctx.src_elwidth, 64)
+
+        # takes care of (merges) processor LE/BE and ld/ldbrx
+        bytereverse = brev XNOR MSR.LE
+
+        # read the underlying memory
+        memread <= MEM(srcbase + offs, op_width)
+
+        # optionally performs byteswap at op width
+        if (bytereverse):
+            memread = byteswap(memread, op_width)
+
+        if svpctx.saturation_mode:
+            # ... saturation adjustment...
+            memread = clamp(memread, op_width, svctx.dest_elwidth)
+        else:
+            # truncate/extend to over-ridden dest width.
+            memread = adjust_wid(memread, op_width, svctx.dest_elwidth)
+
+        # takes care of inserting memory-read (now correctly byteswapped)
+        # into regfile underlying LE-defined order, into the right place
+        # within the NEON-like register, respecting destination element
+        # bitwidth, and the element index (j)
+        set_polymorphed_reg(RT, svctx.dest_elwidth, j, memread)
+
+        # increments both src and dest element indices (no predication here)
+        i++;
+        j++;
+```
+
+# Remapped LD/ST
+
+In the [[sv/remap]] page the concept of "Remapping" is described.
+Whilst it is expensive to set up (2 64-bit opcodes minimum) it provides
+a way to arbitrarily perform 1D, 2D and 3D "remapping" of up to 64
+elements worth of LDs or STs.  The usual interest in such re-mapping
+is for example in separating out 24-bit RGB channel data into separate
+contiguous registers.
+
+REMAP easily covers this capability, and with dest
+elwidth overrides and saturation may do so with built-in conversion that
+would normally require additional width-extension, sign-extension and
+min/max Vectorised instructions as post-processing stages.
+
+Thus we do not need to provide specialist LD/ST "Structure Packed" opcodes
+because the generic abstracted concept of "Remapping", when applied to
+LD/ST, will give that same capability, with far more flexibility.
+
+It is worth noting that Pack/Unpack Modes of SVSTATE, which may be
+established through `svstep`, are also an easy way to perform regular
+Structure Packing, at the vec2/vec3/vec4 granularity level.  Beyond
+that, REMAP will need to be used.
+
+# Condition Register SVP64 Operations
+
+Condition Register Fields are only 4 bits wide: this presents some
+interesting conceptual challenges for SVP64, which was designed
+primarily for vectors of arithmetic and logical operations. However
+if predicates may be bits of CR Fields it makes sense to extend
+Simple-V to cover CR Operations, especially given that Vectorised Rc=1
+may be processed by Vectorised CR Operations tbat usefully in turn
+may become Predicate Masks to yet more Vector operations, like so:
+
+```
+    sv.cmpi/ew=8 *B,*ra,0    # compare bytes against zero
+    sv.cmpi/ew=8 *B2,*ra,13. # and against newline
+    sv.cror PM.EQ,B.EQ,B2.EQ # OR compares to create mask
+    sv.stb/sm=EQ    ...      # store only nonzero/newline
+```
+
+Element width however is clearly meaningless for a 4-bit collation of
+Conditions, EQ LT GE SO. Likewise, arithmetic saturation (an important
+part of Arithmetic SVP64) has no meaning. An alternative Mode Format is
+required, and given that elwidths are meaningless for CR Fields the bits
+in SVP64 `RM` may be used for other purposes.
+
+This alternative mapping **only** applies to instructions that **only**
+reference a CR Field or CR bit as the sole exclusive result. This section
+**does not** apply to instructions which primarily produce arithmetic
+results that also, as an aside, produce a corresponding
+CR Field (such as when Rc=1).
+Instructions that involve Rc=1 are definitively arithmetic in nature,
+where the corresponding Condition Register Field can be considered to
+be a "co-result". Such CR Field "co-result" arithmeric operations
+are firmly out of scope for
+this section, being covered fully by [[sv/normal]].
+
+* Examples of v3.0B instructions to which this section does
+  apply is
+  - `mfcr` and `cmpi` (3 bit operands) and
+  - `crnor` and `crand` (5 bit operands).
+* Examples to which this section does **not** apply include
+  `fadds.` and `subf.` which both produce arithmetic results
+  (and a CR Field co-result).
+
+The CR Mode Format still applies to `sv.cmpi` because despite
+taking a GPR as input, the output from the Base Scalar v3.0B `cmpi`
+instruction is purely to a Condition Register Field.
+
+Other modes are still applicable and include:
+
+* **Data-dependent fail-first**.
+  useful to truncate VL based on
+  analysis of a Condition Register result bit.
+* **Reduction**.
+  Reduction is useful
+for analysing a Vector of Condition Register Fields
+and reducing it to one
+single Condition Register Field.
+
+Predicate-result does not make any sense because
+when Rc=1 a co-result is created (a CR Field). Testing the co-result
+allows the decision to be made to store or not store the main
+result, and for CR Ops the CR Field result *is*
+the main result.
+
+## Format
+
+SVP64 RM `MODE` (includes `ELWIDTH_SRC` bits) for CR-based operations:
+
+|6 | 7 |19-20|  21 | 22   23 |  description     |
+|--|---|-----| --- |---------|----------------- |
+|/ | / |0 RG |   0 | dz  sz  | simple mode                      |
+|/ | / |0 RG |   1 | dz  sz  | scalar reduce mode (mapreduce) |
+|zz|SNZ|1 VLI| inv |  CR-bit | Ffirst 3-bit mode      |
+|/ |SNZ|1 VLI| inv |  dz sz  | Ffirst 5-bit mode (implies CR-bit from result) |
+
+Fields:
+
+* **sz / dz**  if predication is enabled will put zeros into the dest (or as src in the case of twin pred) when the predicate bit is zero.  otherwise the element is ignored or skipped, depending on context.
+* **zz** set both sz and dz equal to this flag
+* **SNZ** In fail-first mode, on the bit being tested, when sz=1 and SNZ=1 a value "1" is put in place of "0".
+* **inv CR-bit** just as in branches (BO) these bits allow testing of a CR bit and whether it is set (inv=0) or unset (inv=1)
+* **RG** inverts the Vector Loop order (VL-1 downto 0) rather
+than the normal 0..VL-1
+* **SVM** sets "subvector" reduce mode
+* **VLi** VL inclusive: in fail-first mode, the truncation of
+  VL *includes* the current element at the failure point rather
+  than excludes it from the count.
+
+## Data-dependent fail-first on CR operations
+
+The principle of data-dependent fail-first is that if, during
+the course of sequentially evaluating an element's Condition Test,
+one such test is encountered which fails,
+then VL (Vector Length) is truncated (set) at that point. In the case
+of Arithmetic SVP64 Operations the Condition Register Field generated from
+Rc=1 is used as the basis for the truncation decision.
+However with CR-based operations that CR Field result to be
+tested is provided
+*by the operation itself*.
+
+Data-dependent SVP64 Vectorised Operations involving the creation or
+modification of a CR can require an extra two bits, which are not available
+in the compact space of the SVP64 RM `MODE` Field. With the concept of element
+width overrides being meaningless for CR Fields it is possible to use the
+`ELWIDTH` field for alternative purposes.
+
+Condition Register based operations such as `sv.mfcr` and `sv.crand` can thus
+be made more flexible.  However the rules that apply in this section
+also apply to future CR-based instructions.
+
+There are two primary different types of CR operations:
+
+* Those which have a 3-bit operand field (referring to a CR Field)
+* Those which have a 5-bit operand (referring to a bit within the
+   whole 32-bit CR)
+
+Examining these two types it is observed that the
+difference may be considered to be that the 5-bit variant
+*already* provides the
+prerequisite information about which CR Field bit (EQ, GE, LT, SO) is to
+be operated on by the instruction.
+Thus, logically, we may set the following rule:
+
+* When a 5-bit CR Result field is used in an instruction, the
+  5-bit variant of Data-Dependent Fail-First
+  must be used. i.e. the bit of the CR field to be tested is
+  the one that has just been modified (created) by the operation.
+* When a 3-bit CR Result field is used the 3-bit variant
+  must be used, providing as it does the missing `CRbit` field
+  in order to select which CR Field bit of the result shall
+  be tested (EQ, LE, GE, SO)
+
+The reason why the 3-bit CR variant needs the additional CR-bit
+field should be obvious from the fact that the 3-bit CR Field
+from the base Power ISA v3.0B operation clearly does not contain
+and is missing the two CR Field Selector bits. Thus, these two
+bits (to select EQ, LE, GE or SO) must be provided in another
+way.
+
+Examples of the former type:
+
+* crand, cror, crnor. These all are 5-bit (BA, BB, BT). The bit
+  to be tested against `inv` is the one selected by `BT`
+* mcrf. This has only 3-bit (BF, BFA). In order to select the
+  bit to be tested, the alternative encoding must be used.
+  With `CRbit` coming from the SVP64 RM bits 22-23 the bit
+  of BF to be tested is identified.
+
+Just as with SVP64 [[sv/branches]] there is the option to truncate
+VL to include the element being tested (`VLi=1`) and to exclude it
+(`VLi=0`).
+
+Also exactly as with [[sv/normal]] fail-first, VL cannot, unlike
+[[sv/ldst]], be set to an arbitrary value.  Deterministic behaviour
+is *required*.
+
+## Reduction and Iteration
+
+Bearing in mind as described in the svp64 Appendix, SVP64 Horizontal
+Reduction is a deterministic schedule on top of base Scalar v3.0 operations,
+the same rules apply to CR Operations, i.e. that programmers must
+follow certain conventions in order for an *end result* of a
+reduction to be achieved.  Unlike
+other Vector ISAs *there are no explicit reduction opcodes*
+in SVP64: Schedules however achieve the same effect.
+
+Due to these conventions only reduction on operations such as `crand`
+and `cror` are meaningful because these have Condition Register Fields
+as both input and output.
+Meaningless operations are not prohibited because the cost in hardware
+of doing so is prohibitive, but neither are they `UNDEFINED`. Implementations
+are still required to execute them but are at liberty to optimise out
+any operations that would ultimately be overwritten, as long as Strict
+Program Order is still obvservable by the programmer.
+
+Also bear in mind that 'Reverse Gear' may be enabled, which can be
+used in combination with overlapping CR operations to iteratively accumulate
+results.  Issuing a `sv.crand` operation for example with `BA`
+differing from `BB` by one Condition Register Field would
+result in a cascade effect, where the first-encountered CR Field
+would set the result to zero, and also all subsequent CR Field
+elements thereafter:
+
+```
+    # sv.crand/mr/rg CR4.ge.v, CR5.ge.v, CR4.ge.v
+    for i in VL-1 downto 0 # reverse gear
+         CR.field[4+i].ge &= CR.field[5+i].ge
+```
+
+`sv.crxor` with reduction would be particularly useful for parity calculation
+for example, although there are many ways in which the same calculation
+could be carried out after transferring a vector of CR Fields to a GPR
+using crweird operations.
+
+Implementations are free and clear to optimise these reductions in any
+way they see fit, as long as the end-result is compatible with Strict Program
+Order being observed, and Interrupt latency is not adversely impacted.
+
+## Unusual and quirky CR operations
+
+**cmp and other compare ops**
+
+`cmp` and `cmpi` etc take GPRs as sources and create a CR Field as a result.
+
+    cmpli BF,L,RA,UI
+    cmpeqb BF,RA,RB
+
+With `ELWIDTH` applying to the source GPR operands this is perfectly fine.
+
+**crweird operations**
+
+There are 4 weird CR-GPR operations and one reasonable one in
+the [[cr_int_predication]] set:
+
+* crrweird
+* mtcrweird
+* crweirder
+* crweird
+* mcrfm - reasonably normal and referring to CR Fields for src and dest.
+
+The "weird" operations have a non-standard behaviour, being able to
+treat *individual bits* of a GPR effectively as elements.  They are
+expected to be Micro-coded by most Hardware implementations.
+
+
+## SVP64 Branch Conditional behaviour
+
+Please note: although similar, SVP64 Branch instructions should be
+considered completely separate and distinct from
+standard scalar OpenPOWER-approved v3.0B branches.
+**v3.0B branches are in no way impacted, altered,
+changed or modified in any way, shape or form by
+the SVP64 Vectorised Variants**.
+
+It is also
+extremely important to note that Branches are the
+sole pseudo-exception in SVP64 to `Scalar Identity Behaviour`.
+SVP64 Branches contain additional modes that are useful
+for scalar operations (i.e. even when VL=1 or when
+using single-bit predication).
+
+**Rationale**
+
+Scalar 3.0B Branch Conditional operations, `bc`, `bctar` etc. test a
+Condition Register.  However for parallel processing it is simply impossible
+to perform multiple independent branches: the Program Counter simply
+cannot branch to multiple destinations based on multiple conditions.
+The best that can be done is
+to test multiple Conditions and make a decision of a *single* branch,
+based on analysis of a *Vector* of CR Fields
+which have just been calculated from a *Vector* of results.
+
+In 3D Shader
+binaries, which are inherently parallelised and predicated, testing all or
+some results and branching based on multiple tests is extremely common,
+and a fundamental part of Shader Compilers.  Example:
+without such multi-condition
+test-and-branch, if a predicate mask is all zeros a large batch of
+instructions may be masked out to `nop`, and it would waste
+CPU cycles to run them.  3D GPU ISAs can test for this scenario
+and, with the appropriate predicate-analysis instruction,
+jump over fully-masked-out operations, by spotting that
+*all* Conditions are false.
+
+Unless Branches are aware and capable of such analysis, additional
+instructions would be required which perform Horizontal Cumulative
+analysis of Vectorised Condition Register Fields, in order to
+reduce the Vector of CR Fields down to one single yes or no
+decision that a Scalar-only v3.0B Branch-Conditional could cope with.
+Such instructions would be unavoidable, required, and costly
+by comparison to a single Vector-aware Branch.
+Therefore, in order to be commercially competitive, `sv.bc` and
+other Vector-aware Branch Conditional instructions are a high priority
+for 3D GPU (and OpenCL-style) workloads.
+
+Given that Power ISA v3.0B is already quite powerful, particularly
+the Condition Registers and their interaction with Branches, there
+are opportunities to create extremely flexible and compact
+Vectorised Branch behaviour.  In addition, the side-effects (updating
+of CTR, truncation of VL, described below) make it a useful instruction
+even if the branch points to the next instruction (no actual branch).
+
+## Overview
+
+When considering an "array" of branch-tests, there are four
+primarily-useful modes:
+AND, OR, NAND and NOR of all Conditions.
+NAND and NOR may be synthesised from AND and OR by
+inverting `BO[1]` which just leaves two modes:
+
+* Branch takes place on the **first** CR Field test to succeed
+  (a Great Big OR of all condition tests). Exit occurs
+  on the first **successful** test.
+* Branch takes place only if **all** CR field tests succeed:
+  a Great Big AND of all condition tests.  Exit occurs
+  on the first **failed** test.
+
+Early-exit is enacted such that the Vectorised Branch does not
+perform needless extra tests, which will help reduce reads on
+the Condition Register file.
+
+*Note: Early-exit is **MANDATORY** (required) behaviour.
+Branches **MUST** exit at the first sequentially-encountered
+failure point, for
+exactly the same reasons for which it is mandatory in
+programming languages doing early-exit: to avoid
+damaging side-effects and to provide deterministic
+behaviour. Speculative testing of Condition
+Register Fields is permitted, as is speculative calculation
+of CTR, as long as, as usual in any Out-of-Order microarchitecture,
+that speculative testing is cancelled should an early-exit occur.
+i.e. the speculation must be "precise": Program Order must be preserved*
+
+Also note that when early-exit occurs in Horizontal-first Mode,
+srcstep, dststep etc. are all reset, ready to begin looping from the
+beginning for the next instruction. However for Vertical-first
+Mode srcstep etc. are incremented "as usual" i.e. an early-exit
+has no special impact, regardless of whether the branch
+occurred or not. This can leave srcstep etc. in what may be
+considered an unusual
+state on exit from a loop and it is up to the programmer to
+reset srcstep, dststep etc. to known-good values
+*(easily achieved with `setvl`)*.
+
+Additional useful behaviour involves two primary Modes (both of
+which may be enabled and combined):
+
+* **VLSET Mode**: identical to Data-Dependent Fail-First Mode
+  for Arithmetic SVP64 operations, with more
+  flexibility and a close interaction and integration into the
+  underlying base Scalar v3.0B Branch instruction.
+  Truncation of VL takes place around the early-exit point.
+* **CTR-test Mode**: gives much more flexibility over when and why
+  CTR is decremented, including options to decrement if a Condition
+  test succeeds *or if it fails*.
+
+With these side-effects, basic Boolean Logic Analysis advises that
+it is important to provide a means
+to enact them each based on whether testing succeeds *or fails*. This
+results in a not-insignificant number of additional Mode Augmentation bits,
+accompanying VLSET and CTR-test Modes respectively.
+
+Predicate skipping or zeroing may, as usual with SVP64, be controlled
+by `sz`.
+Where the predicate is masked out and
+zeroing is enabled, then in such circumstances
+the same Boolean Logic Analysis dictates that
+rather than testing only against zero, the option to test
+against one is also prudent. This introduces a new
+immediate field, `SNZ`, which works in conjunction with
+`sz`.
+
+
+Vectorised Branches can be used
+in either SVP64 Horizontal-First or Vertical-First Mode. Essentially,
+at an element level, the behaviour is identical in both Modes,
+although the `ALL` bit is meaningless in Vertical-First Mode.
+
+It is also important
+to bear in mind that, fundamentally, Vectorised Branch-Conditional
+is still extremely close to the Scalar v3.0B Branch-Conditional
+instructions, and that the same v3.0B Scalar Branch-Conditional
+instructions are still
+*completely separate and independent*, being unaltered and
+unaffected by their SVP64 variants in every conceivable way.
+
+*Programming note: One important point is that SVP64 instructions are 64 bit.
+(8 bytes not 4). This needs to be taken into consideration when computing
+branch offsets: the offset is relative to the start of the instruction,
+which **includes** the SVP64 Prefix*
+
+## Format and fields
+
+With element-width overrides being meaningless for Condition
+Register Fields, bits 4 thru 7 of SVP64 RM may be used for additional
+Mode bits.
+
+SVP64 RM `MODE` (includes repurposing `ELWIDTH` bits 4:5,
+and `ELWIDTH_SRC` bits 6-7 for *alternate* uses) for Branch
+Conditional:
+
+| 4 | 5 | 6 | 7 | 17 | 18 | 19 | 20 |  21 | 22  23 |  description     |
+| - | - | - | - | -- | -- | -- | -- | --- |--------|----------------- |
+|ALL|SNZ| / | / | SL |SLu | 0  | 0  | /   | LRu sz | simple mode      |
+|ALL|SNZ| / |VSb| SL |SLu | 0  | 1  | VLI | LRu sz | VLSET mode       |
+|ALL|SNZ|CTi| / | SL |SLu | 1  | 0  | /   | LRu sz | CTR-test mode         |
+|ALL|SNZ|CTi|VSb| SL |SLu | 1  | 1  | VLI | LRu sz | CTR-test+VLSET mode   |
+
+Brief description of fields:
+
+* **sz=1** if predication is enabled and `sz=1` and a predicate
+  element bit is zero, `SNZ` will
+  be substituted in place of the CR bit selected by `BI`,
+  as the Condition tested.
+  Contrast this with
+  normal SVP64 `sz=1` behaviour, where *only* a zero is put in
+  place of masked-out predicate bits.
+* **sz=0** When `sz=0` skipping occurs as usual on
+  masked-out elements, but unlike all
+  other SVP64 behaviour which entirely skips an element with
+  no related side-effects at all, there are certain
+  special circumstances where CTR
+  may be decremented.  See CTR-test Mode, below.
+* **ALL** when set, all branch conditional tests must pass in order for
+  the branch to succeed. When clear, it is the first sequentially
+  encountered successful test that causes the branch to succeed.
+  This is identical behaviour to how programming languages perform
+  early-exit on Boolean Logic chains.
+* **VLI** VLSET is identical to Data-dependent Fail-First mode.
+  In VLSET mode, VL *may* (depending on `VSb`) be truncated.
+  If VLI (Vector Length Inclusive) is clear,
+  VL is truncated to *exclude* the current element, otherwise it is
+  included. SVSTATE.MVL is not altered: only VL.
+* **SL** identical to `LR` except applicable to SVSTATE. If `SL`
+  is set, SVSTATE is transferred to SVLR (conditionally on
+  whether `SLu` is set).
+* **SLu**: SVSTATE Link Update, like `LRu` except applies to SVSTATE.
+* **LRu**: Link Register Update, used in conjunction with LK=1
+  to make LR update conditional
+* **VSb** In VLSET Mode, after testing,
+  if VSb is set, VL is truncated if the test succeeds.  If VSb is clear,
+  VL is truncated if a test *fails*. Masked-out (skipped)
+  bits are not considered
+  part of testing when `sz=0`
+* **CTi** CTR inversion. CTR-test Mode normally decrements per element
+  tested. CTR inversion decrements if a test *fails*. Only relevant
+  in CTR-test Mode.
+
+LRu and CTR-test modes are where SVP64 Branches subtly differ from
+Scalar v3.0B Branches. `sv.bcl` for example will always update LR, whereas
+`sv.bcl/lru` will only update LR if the branch succeeds.
+
+Of special interest is that when using ALL Mode (Great Big AND
+of all Condition Tests), if `VL=0`,
+which is rare but can occur in Data-Dependent Modes, the Branch
+will always take place because there will be no failing Condition
+Tests to prevent it. Likewise when not using ALL Mode (Great Big OR
+of all Condition Tests) and `VL=0` the Branch is guaranteed not
+to occur because there will be no *successful* Condition Tests
+to make it happen.
+
+## Vectorised CR Field numbering, and Scalar behaviour
+
+It is important to keep in mind that just like all SVP64 instructions,
+the `BI` field of the base v3.0B Branch Conditional instruction
+may be extended by SVP64 EXTRA augmentation, as well as be marked
+as either Scalar or Vector. It is also crucially important to keep in mind
+that for CRs, SVP64 sequentially increments the CR *Field* numbers.
+CR *Fields* are treated as elements, not bit-numbers of the CR *register*.
+
+The `BI` operand of Branch Conditional operations is five bits, in scalar
+v3.0B this would select one bit of the 32 bit CR,
+comprising eight CR Fields of 4 bits each.  In SVP64 there are
+16 32 bit CRs, containing 128 4-bit CR Fields.  Therefore, the 2 LSBs of
+`BI` select the bit from the CR Field (EQ LT GT SO), and the top 3 bits
+are extended to either scalar or vector and to select CR Fields 0..127
+as specified in SVP64 [[sv/svp64/appendix]].
+
+When the CR Fields selected by SVP64-Augmented `BI` is marked as scalar,
+then as the usual SVP64 rules apply:
+the Vector loop ends at the first element tested
+(the first CR *Field*), after taking
+predication into consideration. Thus, also as usual, when a predicate mask is
+given, and `BI` marked as scalar, and `sz` is zero, srcstep
+skips forward to the first non-zero predicated element, and only that
+one element is tested.
+
+In other words, the fact that this is a Branch
+Operation (instead of an arithmetic one) does not result, ultimately,
+in significant changes as to
+how SVP64 is fundamentally applied, except with respect to:
+
+* the unique properties associated with conditionally
+ changing the Program
+Counter (aka "a Branch"), resulting in early-out
+opportunities
+* CTR-testing
+
+Both are outlined below, in later sections.
+
+## Horizontal-First and Vertical-First Modes
+
+In SVP64 Horizontal-First Mode, the first failure in ALL mode (Great Big
+AND) results in early exit: no more updates to CTR occur (if requested);
+no branch occurs, and LR is not updated (if requested). Likewise for
+non-ALL mode (Great Big Or) on first success early exit also occurs,
+however this time with the Branch proceeding.  In both cases the testing
+of the Vector of CRs should be done in linear sequential order (or in
+REMAP re-sequenced order): such that tests that are sequentially beyond
+the exit point are *not* carried out. (*Note: it is standard practice in
+Programming languages to exit early from conditional tests, however
+a little unusual to consider in an ISA that is designed for Parallel
+Vector Processing. The reason is to have strictly-defined guaranteed
+behaviour*)
+
+In Vertical-First Mode, setting the `ALL` bit results in `UNDEFINED`
+behaviour. Given that only one element is being tested at a time
+in Vertical-First Mode, a test designed to be done on multiple
+bits is meaningless.
+
+## Description and Modes
+
+Predication in both INT and CR modes may be applied to `sv.bc` and other
+SVP64 Branch Conditional operations, exactly as they may be applied to
+other SVP64 operations.  When `sz` is zero, any masked-out Branch-element
+operations are not included in condition testing, exactly like all other
+SVP64 operations, *including* side-effects such as potentially updating
+LR or CTR, which will also be skipped. There is *one* exception here,
+which is when
+`BO[2]=0, sz=0, CTR-test=0, CTi=1` and the relevant element
+predicate mask bit is also zero:
+under these special circumstances CTR will also decrement.
+
+When `sz` is non-zero, this normally requests insertion of a zero
+in place of the input data, when the relevant predicate mask bit is zero.
+This would mean that a zero is inserted in place of `CR[BI+32]` for
+testing against `BO`, which may not be desirable in all circumstances.
+Therefore, an extra field is provided `SNZ`, which, if set, will insert
+a **one** in place of a masked-out element, instead of a zero.
+
+(*Note: Both options are provided because it is useful to deliberately
+cause the Branch-Conditional Vector testing to fail at a specific point,
+controlled by the Predicate mask. This is particularly useful in `VLSET`
+mode, which will truncate SVSTATE.VL at the point of the first failed
+test.*)
+
+Normally, CTR mode will decrement once per Condition Test, resulting
+under normal circumstances that CTR reduces by up to VL in Horizontal-First
+Mode. Just as when v3.0B Branch-Conditional saves at
+least one instruction on tight inner loops through auto-decrementation
+of CTR, likewise it is also possible to save instruction count for
+SVP64 loops in both Vertical-First and Horizontal-First Mode, particularly
+in circumstances where there is conditional interaction between the
+element computation and testing, and the continuation (or otherwise)
+of a given loop. The potential combinations of interactions is why CTR
+testing options have been added.
+
+Also, the unconditional bit `BO[0]` is still relevant when Predication
+is applied to the Branch because in `ALL` mode all nonmasked bits have
+to be tested, and when `sz=0` skipping occurs.
+Even when VLSET mode is not used, CTR
+may still be decremented by the total number of nonmasked elements,
+acting in effect as either a popcount or cntlz depending on which
+mode bits are set.
+In short, Vectorised Branch becomes an extremely powerful tool.
+
+**Micro-Architectural Implementation Note**: *when implemented on
+top of a Multi-Issue Out-of-Order Engine it is possible to pass
+a copy of the predicate and the prerequisite CR Fields to all
+Branch Units, as well as the current value of CTR at the time of
+multi-issue, and for each Branch Unit to compute how many times
+CTR would be subtracted, in a fully-deterministic and parallel
+fashion. A SIMD-based Branch Unit, receiving and processing
+multiple CR Fields covered by multiple predicate bits, would
+do the exact same thing. Obviously, however, if CTR is modified
+within any given loop (mtctr) the behaviour of CTR is no longer
+deterministic.*
+
+### Link Register Update
+
+For a Scalar Branch, unconditional updating of the Link Register
+LR is useful and practical. However, if a loop of CR Fields is
+tested, unconditional updating of LR becomes problematic.
+
+For example when using `bclr` with `LRu=1,LK=0` in Horizontal-First Mode,
+LR's value will be unconditionally overwritten after the first element,
+such that for execution (testing) of the second element, LR
+has the value `CIA+8`. This is covered in the `bclrl` example, in
+a later section.
+
+The addition of a LRu bit modifies behaviour in conjunction
+with LK, as follows:
+
+* `sv.bc` When LRu=0,LK=0, Link Register is not updated
+* `sv.bcl` When LRu=0,LK=1, Link Register is updated unconditionally
+* `sv.bcl/lru` When LRu=1,LK=1, Link Register will
+  only be updated if the Branch Condition fails.
+* `sv.bc/lru` When LRu=1,LK=0, Link Register will only be updated if
+  the Branch Condition succeeds.
+
+This avoids
+destruction of LR during loops (particularly Vertical-First
+ones).
+
+**SVLR and SVSTATE**
+
+For precisely the reasons why `LK=1` was added originally to the Power
+ISA, with SVSTATE being a peer of the Program Counter it becomes
+necessary to also add an SVLR (SVSTATE Link Register)
+and corresponding control bits `SL` and `SLu`.
+
+### CTR-test
+
+Where a standard Scalar v3.0B branch unconditionally decrements
+CTR when `BO[2]` is clear, CTR-test Mode introduces more flexibility
+which allows CTR to be used for many more types of Vector loops
+constructs.
+
+CTR-test mode and CTi interaction is as follows: note that
+`BO[2]` is still required to be clear for CTR decrements to be
+considered, exactly as is the case in Scalar Power ISA v3.0B
+
+* **CTR-test=0, CTi=0**: CTR decrements on a per-element basis
+  if `BO[2]` is zero. Masked-out elements when `sz=0` are
+  skipped (i.e. CTR is *not* decremented when the predicate
+  bit is zero and `sz=0`).
+* **CTR-test=0, CTi=1**: CTR decrements on a per-element basis
+  if `BO[2]` is zero and a masked-out element is skipped
+  (`sz=0` and predicate bit is zero). This one special case is the
+  **opposite** of other combinations, as well as being
+  completely different from normal SVP64 `sz=0` behaviour)
+* **CTR-test=1, CTi=0**: CTR decrements on a per-element basis
+  if `BO[2]` is zero and the Condition Test succeeds.
+  Masked-out elements when `sz=0` are skipped (including
+  not decrementing CTR)
+* **CTR-test=1, CTi=1**: CTR decrements on a per-element basis
+  if `BO[2]` is zero and the Condition Test *fails*.
+  Masked-out elements when `sz=0` are skipped (including
+  not decrementing CTR)
+
+`CTR-test=0, CTi=1, sz=0` requires special emphasis because it is the
+only time in the entirety of SVP64 that has side-effects when
+a predicate mask bit is clear.  **All** other SVP64 operations
+entirely skip an element when sz=0 and a predicate mask bit is zero.
+It is also critical to emphasise that in this unusual mode,
+no other side-effects occur: **only** CTR is decremented, i.e. the
+rest of the Branch operation is skipped.
+
+### VLSET Mode
+
+VLSET Mode truncates the Vector Length so that subsequent instructions
+operate on a reduced Vector Length. This is similar to
+Data-dependent Fail-First and LD/ST Fail-First, where for VLSET the
+truncation occurs at the Branch decision-point.
+
+Interestingly, due to the side-effects of `VLSET` mode
+it is actually useful to use Branch Conditional even
+to perform no actual branch operation, i.e to point to the instruction
+after the branch. Truncation of VL would thus conditionally occur yet control
+flow alteration would not.
+
+`VLSET` mode with Vertical-First is particularly unusual. Vertical-First
+is designed to be used for explicit looping, where an explicit call to
+`svstep` is required to move both srcstep and dststep on to
+the next element, until VL (or other condition) is reached.
+Vertical-First Looping is expected (required) to terminate if the end
+of the Vector, VL, is reached. If however that loop is terminated early
+because VL is truncated, VLSET with Vertical-First becomes meaningless.
+Resolving this would require two branches: one Conditional, the other
+branching unconditionally to create the loop, where the Conditional
+one jumps over it.
+
+Therefore, with `VSb`, the option to decide whether truncation should occur if the
+branch succeeds *or* if the branch condition fails allows for the flexibility
+required.  This allows a Vertical-First Branch to *either* be used as
+a branch-back (loop) *or* as part of a conditional exit or function
+call from *inside* a loop, and for VLSET to be integrated into both
+types of decision-making.
+
+In the case of a Vertical-First branch-back (loop), with `VSb=0` the branch takes
+place if success conditions are met, but on exit from that loop
+(branch condition fails), VL will be truncated. This is extremely
+useful.
+
+`VLSET` mode with Horizontal-First when `VSb=0` is still
+useful, because it can be used to truncate VL to the first predicated
+(non-masked-out) element.
+
+The truncation point for VL, when VLi is clear, must not include skipped
+elements that preceded the current element being tested.
+Example: `sz=0, VLi=0, predicate mask = 0b110010` and the Condition
+Register failure point is at CR Field element 4.
+
+* Testing at element 0 is skipped because its predicate bit is zero
+* Testing at element 1 passed
+* Testing elements 2 and 3 are skipped because their
+  respective predicate mask bits are zero
+* Testing element 4 fails therefore VL is truncated to **2**
+  not 4 due to elements 2 and 3 being skipped.
+
+If `sz=1` in the above example *then* VL would have been set to 4 because
+in non-zeroing mode the zero'd elements are still effectively part of the
+Vector (with their respective elements set to `SNZ`)
+
+If `VLI=1` then VL would be set to 5 regardless of sz, due to being inclusive
+of the element actually being tested.
+
+### VLSET and CTR-test combined
+
+If both CTR-test and VLSET Modes are requested, it's important to
+observe the correct order. What occurs depends on whether VLi
+is enabled, because VLi affects the length, VL.
+
+If VLi (VL truncate inclusive) is set:
+
+1. compute the test including whether CTR triggers
+2. (optionally) decrement CTR
+3. (optionally) truncate VL (VSb inverts the decision)
+4. decide (based on step 1) whether to terminate looping
+   (including not executing step 5)
+5. decide whether to branch.
+
+If VLi is clear, then when a test fails that element
+and any following it
+should **not** be considered part of the Vector. Consequently:
+
+1. compute the branch test including whether CTR triggers
+2. if the test fails against VSb, truncate VL to the *previous*
+   element, and terminate looping. No further steps executed.
+3. (optionally) decrement CTR
+4. decide whether to branch.
+
+## Boolean Logic combinations
+
+In a Scalar ISA, Branch-Conditional testing even of vector
+results may be performed through inversion of tests. NOR of
+all tests may be performed by inversion of the scalar condition
+and branching *out* from the scalar loop around elements,
+using scalar operations.
+
+In a parallel (Vector) ISA it is the ISA itself which must perform
+the prerequisite logic manipulation.
+Thus for SVP64 there are an extraordinary number of nesessary combinations
+which provide completely different and useful behaviour.
+Available options to combine:
+
+* `BO[0]` to make an unconditional branch would seem irrelevant if
+  it were not for predication and for side-effects (CTR Mode
+  for example)
+* Enabling CTR-test Mode and setting `BO[2]` can still result in the
+  Branch
+  taking place, not because the Condition Test itself failed, but
+  because CTR reached zero **because**, as required by CTR-test mode,
+  CTR was decremented as a  **result** of Condition Tests failing.
+* `BO[1]` to select whether the CR bit being tested is zero or nonzero
+* `R30` and `~R30` and other predicate mask options including CR and
+  inverted CR bit testing
+* `sz` and `SNZ` to insert either zeros or ones in place of masked-out
+  predicate bits
+* `ALL` or `ANY` behaviour corresponding to `AND` of all tests and
+  `OR` of all tests, respectively.
+* Predicate Mask bits, which combine in effect with the CR being
+  tested.
+* Inversion of Predicate Masks (`~r3` instead of `r3`, or using
+  `NE` rather than `EQ`) which results in an additional
+  level of possible ANDing, ORing etc. that would otherwise
+  need explicit instructions.
+
+The most obviously useful combinations here are to set `BO[1]` to zero
+in order to turn `ALL` into Great-Big-NAND and `ANY` into
+Great-Big-NOR.  Other Mode bits which perform behavioural inversion then
+have to work round the fact that the Condition Testing is NOR or NAND.
+The alternative to not having additional behavioural inversion
+(`SNZ`, `VSb`, `CTi`) would be to have a second (unconditional)
+branch directly after the first, which the first branch jumps over.
+This contrivance is avoided by the behavioural inversion bits.
+
+## Pseudocode and examples
+
+Please see the SVP64 appendix regarding CR bit ordering and for
+the definition of `CR{n}`
+
+For comparative purposes this is a copy of the v3.0B `bc` pseudocode
+
+```
+    if (mode_is_64bit) then M <- 0
+    else M <- 32
+    if ¬BO[2] then CTR <- CTR - 1
+    ctr_ok <- BO[2] | ((CTR[M:63] != 0) ^ BO[3])
+    cond_ok <- BO[0] | ¬(CR[BI+32] ^ BO[1])
+    if ctr_ok & cond_ok then
+      if AA then NIA <-iea EXTS(BD || 0b00)
+      else       NIA <-iea CIA + EXTS(BD || 0b00)
+    if LK then LR  <-iea  CIA + 4
+```
+
+Simplified pseudocode including LRu and CTR skipping, which illustrates
+clearly that SVP64 Scalar Branches (VL=1) are **not** identical to
+v3.0B Scalar Branches.  The key areas where differences occur are
+the inclusion of predication (which can still be used when VL=1), in
+when and why CTR is decremented (CTRtest Mode) and whether LR is
+updated (which is unconditional in v3.0B when LK=1, and conditional
+in SVP64 when LRu=1).
+
+Inline comments highlight the fact that the Scalar Branch behaviour
+and pseudocode is still clearly visible and embedded within the
+Vectorised variant:
+
+```
+    if (mode_is_64bit) then M <- 0
+    else M <- 32
+    # the bit of CR to test, if the predicate bit is zero,
+    # is overridden
+    testbit = CR[BI+32]
+    if ¬predicate_bit then testbit = SVRMmode.SNZ
+    # otherwise apart from the override ctr_ok and cond_ok
+    # are exactly the same
+    ctr_ok <- BO[2] | ((CTR[M:63] != 0) ^ BO[3])
+    cond_ok <- BO[0] | ¬(testbit ^ BO[1])
+    if ¬predicate_bit & ¬SVRMmode.sz then
+      # this is entirely new: CTR-test mode still decrements CTR
+      # even when predicate-bits are zero
+      if ¬BO[2] & CTRtest & ¬CTi then
+        CTR = CTR - 1
+      # instruction finishes here
+    else
+      # usual BO[2] CTR-mode now under CTR-test mode as well
+      if ¬BO[2] & ¬(CTRtest & (cond_ok ^ CTi)) then CTR <- CTR - 1
+      # new VLset mode, conditional test truncates VL
+      if VLSET and VSb = (cond_ok & ctr_ok) then
+        if SVRMmode.VLI then SVSTATE.VL = srcstep+1
+        else                 SVSTATE.VL = srcstep
+      # usual LR is now conditional, but also joined by SVLR
+      lr_ok <- LK
+      svlr_ok <- SVRMmode.SL
+      if ctr_ok & cond_ok then
+        if AA then NIA <-iea EXTS(BD || 0b00)
+        else       NIA <-iea CIA + EXTS(BD || 0b00)
+        if SVRMmode.LRu then lr_ok <- ¬lr_ok
+        if SVRMmode.SLu then svlr_ok <- ¬svlr_ok
+      if lr_ok   then LR   <-iea CIA + 4
+      if svlr_ok then SVLR <- SVSTATE
+```
+
+Below is the pseudocode for SVP64 Branches, which is a little less
+obvious but identical to the above. The lack of obviousness is down
+to the early-exit opportunities.
+
+Effective pseudocode for Horizontal-First Mode:
+
+```
+    if (mode_is_64bit) then M <- 0
+    else M <- 32
+    cond_ok = not SVRMmode.ALL
+    for srcstep in range(VL):
+        # select predicate bit or zero/one
+        if predicate[srcstep]:
+            # get SVP64 extended CR field 0..127
+            SVCRf = SVP64EXTRA(BI>>2)
+            CRbits = CR{SVCRf}
+            testbit = CRbits[BI & 0b11]
+            # testbit = CR[BI+32+srcstep*4]
+        else if not SVRMmode.sz:
+            # inverted CTR test skip mode
+            if ¬BO[2] & CTRtest & ¬CTI then
+              CTR = CTR - 1
+            continue # skip to next element
+        else
+            testbit = SVRMmode.SNZ
+        # actual element test here
+        ctr_ok <- BO[2] | ((CTR[M:63] != 0) ^ BO[3])
+        el_cond_ok <- BO[0] | ¬(testbit ^ BO[1])
+        # check if CTR dec should occur
+        ctrdec = ¬BO[2]
+        if CTRtest & (el_cond_ok ^ CTi) then
+           ctrdec = 0b0
+        if ctrdec then CTR <- CTR - 1
+        # merge in the test
+        if SVRMmode.ALL:
+            cond_ok &= (el_cond_ok & ctr_ok)
+        else
+            cond_ok |= (el_cond_ok & ctr_ok)
+        # test for VL to be set (and exit)
+        if VLSET and VSb = (el_cond_ok & ctr_ok) then
+            if SVRMmode.VLI then SVSTATE.VL = srcstep+1
+            else                 SVSTATE.VL = srcstep
+            break
+        # early exit?
+        if SVRMmode.ALL != (el_cond_ok & ctr_ok):
+             break
+        # SVP64 rules about Scalar registers still apply!
+        if SVCRf.scalar:
+           break
+    # loop finally done, now test if branch (and update LR)
+    lr_ok <- LK
+    svlr_ok <- SVRMmode.SL
+    if cond_ok then
+        if AA then NIA <-iea EXTS(BD || 0b00)
+        else       NIA <-iea CIA + EXTS(BD || 0b00)
+        if SVRMmode.LRu then lr_ok <- ¬lr_ok
+        if SVRMmode.SLu then svlr_ok <- ¬svlr_ok
+    if lr_ok then LR <-iea CIA + 4
+    if svlr_ok then SVLR <- SVSTATE
+```
+
+Pseudocode for Vertical-First Mode:
 
+```
+    # get SVP64 extended CR field 0..127
+    SVCRf = SVP64EXTRA(BI>>2)
+    CRbits = CR{SVCRf}
+    # select predicate bit or zero/one
+    if predicate[srcstep]:
+        if BRc = 1 then # CR0 vectorised
+            CR{SVCRf+srcstep} = CRbits
+        testbit = CRbits[BI & 0b11]
+    else if not SVRMmode.sz:
+        # inverted CTR test skip mode
+        if ¬BO[2] & CTRtest & ¬CTI then
+           CTR = CTR - 1
+        SVSTATE.srcstep = new_srcstep
+        exit # no branch testing
+    else
+        testbit = SVRMmode.SNZ
+    # actual element test here
+    cond_ok <- BO[0] | ¬(testbit ^ BO[1])
+    # test for VL to be set (and exit)
+    if VLSET and cond_ok = VSb then
+        if SVRMmode.VLI
+            SVSTATE.VL = new_srcstep+1
+        else
+            SVSTATE.VL = new_srcstep
+```
+
+### Example Shader code
+
+```
+    // assume f() g() or h() modify a and/or b
+    while(a > 2) {
+        if(b < 5)
+            f();
+        else
+            g();
+        h();
+    }
+```
+
+which compiles to something like:
+
+```
+    vec<i32> a, b;
+    // ...
+    pred loop_pred = a > 2;
+    // loop continues while any of a elements greater than 2
+    while(loop_pred.any()) {
+        // vector of predicate bits
+        pred if_pred = loop_pred & (b < 5);
+        // only call f() if at least 1 bit set
+        if(if_pred.any()) {
+            f(if_pred);
+        }
+    label1:
+        // loop mask ANDs with inverted if-test
+        pred else_pred = loop_pred & ~if_pred;
+        // only call g() if at least 1 bit set
+        if(else_pred.any()) {
+            g(else_pred);
+        }
+        h(loop_pred);
+    }
+```
+
+which will end up as:
+
+```
+       # start from while loop test point
+       b looptest
+    while_loop:
+       sv.cmpi CR80.v, b.v, 5     # vector compare b into CR64 Vector
+       sv.bc/m=r30/~ALL/sz CR80.v.LT skip_f # skip when none
+       # only calculate loop_pred & pred_b because needed in f()
+       sv.crand CR80.v.SO, CR60.v.GT, CR80.V.LT # if = loop & pred_b
+       f(CR80.v.SO)
+    skip_f:
+       # illustrate inversion of pred_b. invert r30, test ALL
+       # rather than SOME, but masked-out zero test would FAIL,
+       # therefore masked-out instead is tested against 1 not 0
+       sv.bc/m=~r30/ALL/SNZ CR80.v.LT skip_g
+       # else = loop & ~pred_b, need this because used in g()
+       sv.crternari(A&~B) CR80.v.SO, CR60.v.GT, CR80.V.LT
+       g(CR80.v.SO)
+    skip_g:
+       # conditionally call h(r30) if any loop pred set
+       sv.bclr/m=r30/~ALL/sz BO[1]=1 h()
+    looptest:
+       sv.cmpi CR60.v a.v, 2      # vector compare a into CR60 vector
+       sv.crweird r30, CR60.GT # transfer GT vector to r30
+       sv.bc/m=r30/~ALL/sz BO[1]=1 while_loop
+    end:
+```
+
+### LRu example
+
+show why LRu would be useful in a loop.  Imagine the following
+c code:
+
+```
+    for (int i = 0; i < 8; i++) {
+        if (x < y) break;
+    }
+```
+
+Under these circumstances exiting from the loop is not only
+based on CTR it has become conditional on a CR result.
+Thus it is desirable that NIA *and* LR only be modified
+if the conditions are met
+
+
+v3.0 pseudocode for `bclrl`:
+
+```
+    if (mode_is_64bit) then M <- 0
+    else M <- 32
+    if ¬BO[2]  then CTR <- CTR - 1
+    ctr_ok <- BO[2] | ((CTR[M:63] != 0) ^ BO[3])
+    cond_ok <- BO[0] | ¬(CR[BI+32] ^  BO[1])
+    if ctr_ok & cond_ok then NIA <-iea LR[0:61] || 0b00
+    if LK then LR <-iea CIA + 4
+```
+
+the latter part for SVP64 `bclrl` becomes:
+
+```
+    for i in 0 to VL-1:
+        ...
+        ...
+        cond_ok <- BO[0] | ¬(CR[BI+32] ^  BO[1])
+        lr_ok <- LK
+        if ctr_ok & cond_ok then
+           NIA <-iea LR[0:61] || 0b00
+           if SVRMmode.LRu then lr_ok <- ¬lr_ok
+        if lr_ok then LR <-iea CIA + 4
+        # if NIA modified exit loop
+```
+
+The reason why should be clear from this being a Vector loop:
+unconditional destruction of LR when LK=1 makes `sv.bclrl`
+ineffective, because the intention going into the loop is
+that the branch should be to the copy of LR set at the *start*
+of the loop, not half way through it.
+However if the change to LR only occurs if
+the branch is taken then it becomes a useful instruction.
+
+The following pseudocode should **not** be implemented because
+it violates the fundamental principle of SVP64 which is that
+SVP64 looping is a thin wrapper around Scalar Instructions.
+The pseducode below is more an actual Vector ISA Branch and
+as such is not at all appropriate:
+
+```
+    for i in 0 to VL-1:
+        ...
+        ...
+        cond_ok <- BO[0] | ¬(CR[BI+32] ^  BO[1])
+        if ctr_ok & cond_ok then NIA <-iea LR[0:61] || 0b00
+    # only at the end of looping is LK checked.
+    # this completely violates the design principle of SVP64
+    # and would actually need to be a separate (scalar)
+    # instruction "set LR to CIA+4 but retrospectively"
+    # which is clearly impossible
+    if LK then LR <-iea CIA + 4
+```