RISC-V: Add support for arbitrary immediate encoding formats
authorChristoph Müllner <christoph.muellner@vrull.eu>
Tue, 28 Jun 2022 15:44:15 +0000 (17:44 +0200)
committerPhilipp Tomsich <philipp.tomsich@vrull.eu>
Thu, 22 Sep 2022 16:06:09 +0000 (18:06 +0200)
This patch introduces support for arbitrary signed or unsigned immediate
encoding formats. The formats have the form "XsN@S" and "XuN@S" with N
being the number of bits and S the LSB position.

For example an immediate field of 5 bytes that encodes a signed value
and is stored in the bits 24-20 of the instruction word can use the
format specifier "Xs5@20".

Co-developed-by: Lifang Xia <lifang_xia@linux.alibaba.com>
Signed-off-by: Christoph Müllner <christoph.muellner@vrull.eu>
gas/config/tc-riscv.c
include/opcode/riscv.h
opcodes/riscv-dis.c

index 0a14b2cecc89a78ac71cda313c03b148f308b52a..00e4635de6e0bce6a03514294bed5c86d2f82a17 100644 (file)
@@ -452,6 +452,9 @@ static char *expr_end;
 #define INSERT_OPERAND(FIELD, INSN, VALUE) \
   INSERT_BITS ((INSN).insn_opcode, VALUE, OP_MASK_##FIELD, OP_SH_##FIELD)
 
+#define INSERT_IMM(n, s, INSN, VALUE) \
+  INSERT_BITS ((INSN).insn_opcode, VALUE, (1ULL<<n) - 1, s)
+
 /* Determine if an instruction matches an opcode.  */
 #define OPCODE_MATCHES(OPCODE, OP) \
   (((OPCODE) & MASK_##OP) == MATCH_##OP)
@@ -1103,6 +1106,8 @@ arg_lookup (char **s, const char *const *array, size_t size, unsigned *regnop)
 }
 
 #define USE_BITS(mask,shift) (used_bits |= ((insn_t)(mask) << (shift)))
+#define USE_IMM(n, s) \
+  (used_bits |= ((insn_t)((1ull<<n)-1) << (s)))
 
 /* For consistency checking, verify that all bits are specified either
    by the match/mask part of the instruction definition, or by the
@@ -1267,6 +1272,31 @@ validate_riscv_insn (const struct riscv_opcode *opc, int length)
                goto unknown_validate_operand;
            }
          break;
+       case 'X': /* Integer immediate.  */
+         {
+           size_t n;
+           size_t s;
+
+           switch (*++oparg)
+             {
+               case 's': /* 'XsN@S' ... N-bit signed immediate at bit S.  */
+                 goto use_imm;
+               case 'u': /* 'XuN@S' ... N-bit unsigned immediate at bit S.  */
+                 goto use_imm;
+               use_imm:
+                 n = strtol (++oparg, (char **)&oparg, 10);
+                 if (*oparg != '@')
+                   goto unknown_validate_operand;
+                 s = strtol (++oparg, (char **)&oparg, 10);
+                 oparg--;
+
+                 USE_IMM (n, s);
+                 break;
+               default:
+                 goto unknown_validate_operand;
+             }
+         }
+         break;
        default:
        unknown_validate_operand:
          as_bad (_("internal: bad RISC-V opcode "
@@ -3272,6 +3302,50 @@ riscv_ip (char *str, struct riscv_cl_insn *ip, expressionS *imm_expr,
              asarg = expr_end;
              continue;
 
+           case 'X': /* Integer immediate.  */
+             {
+               size_t n;
+               size_t s;
+               bool sign;
+
+               switch (*++oparg)
+                 {
+                   case 's': /* 'XsN@S' ... N-bit signed immediate at bit S.  */
+                     sign = true;
+                     goto parse_imm;
+                   case 'u': /* 'XuN@S' ... N-bit unsigned immediate at bit S.  */
+                     sign = false;
+                     goto parse_imm;
+                   parse_imm:
+                     n = strtol (++oparg, (char **)&oparg, 10);
+                     if (*oparg != '@')
+                       goto unknown_riscv_ip_operand;
+                     s = strtol (++oparg, (char **)&oparg, 10);
+                     oparg--;
+
+                     my_getExpression (imm_expr, asarg);
+                     check_absolute_expr (ip, imm_expr, false);
+                     if (!sign)
+                       {
+                         if (!VALIDATE_U_IMM (imm_expr->X_add_number, n))
+                           as_bad (_("improper immediate value (%lu)"),
+                                   (unsigned long) imm_expr->X_add_number);
+                       }
+                     else
+                       {
+                         if (!VALIDATE_S_IMM (imm_expr->X_add_number, n))
+                           as_bad (_("improper immediate value (%li)"),
+                                   (long) imm_expr->X_add_number);
+                       }
+                     INSERT_IMM (n, s, *ip, imm_expr->X_add_number);
+                     imm_expr->X_op = O_absent;
+                     asarg = expr_end;
+                     continue;
+                   default:
+                     goto unknown_riscv_ip_operand;
+                 }
+             }
+             break;
            default:
            unknown_riscv_ip_operand:
              as_fatal (_("internal: unknown argument type `%s'"),
index 6fdc9c9302e57d79ba711cb62defd317c178ea40..faef28a37390c4b90eab423351a2d7d94a45b0d1 100644 (file)
@@ -60,6 +60,7 @@ static const char * const riscv_pred_succ[16] =
 
 #define RV_X(x, s, n)  (((x) >> (s)) & ((1 << (n)) - 1))
 #define RV_IMM_SIGN(x) (-(((x) >> 31) & 1))
+#define RV_X_SIGNED(x, s, n) (RV_X(x, s, n) | ((-(RV_X(x, (s + n - 1), 1))) << (n)))
 
 #define EXTRACT_ITYPE_IMM(x) \
   (RV_X(x, 20, 12) | (RV_IMM_SIGN(x) << 12))
@@ -347,6 +348,22 @@ static const char * const riscv_pred_succ[16] =
 #define EXTRACT_OPERAND(FIELD, INSN) \
   EXTRACT_BITS ((INSN), OP_MASK_##FIELD, OP_SH_##FIELD)
 
+/* Extract an unsigned immediate operand on position s with n bits.  */
+#define EXTRACT_U_IMM(n, s, l) \
+  RV_X (l, s, n)
+
+/* Extract an signed immediate operand on position s with n bits.  */
+#define EXTRACT_S_IMM(n, s, l) \
+  RV_X_SIGNED (l, s, n)
+
+/* Validate that unsigned n-bit immediate is within bounds.  */
+#define VALIDATE_U_IMM(v, n) \
+  ((unsigned long) v < (1UL << n))
+
+/* Validate that signed n-bit immediate is within bounds.  */
+#define VALIDATE_S_IMM(v, n) \
+  (v < (long) (1UL << (n-1)) && v >= -(offsetT) (1UL << (n-1)))
+
 /* The maximal number of subset can be required.  */
 #define MAX_SUBSET_NUM 4
 
index 99cebf37d9e84e71bdee464e76d077b0acec55b1..2594e8182544832499de0cb338adb70793c628a8 100644 (file)
@@ -562,7 +562,41 @@ print_insn_args (const char *oparg, insn_t l, bfd_vma pc, disassemble_info *info
          print (info->stream, dis_style_text, "%d", rs1);
          break;
 
+       case 'X': /* Integer immediate.  */
+         {
+           size_t n;
+           size_t s;
+           bool sign;
+
+           switch (*++oparg)
+             {
+               case 's': /* 'XsN@S' ... N-bit signed immediate at bit S.  */
+                 sign = true;
+                 goto print_imm;
+               case 'u': /* 'XuN@S' ... N-bit unsigned immediate at bit S.  */
+                 sign = false;
+                 goto print_imm;
+               print_imm:
+                 n = strtol (++oparg, (char **)&oparg, 10);
+                 if (*oparg != '@')
+                   goto undefined_modifier;
+                 s = strtol (++oparg, (char **)&oparg, 10);
+                 oparg--;
+
+                 if (!sign)
+                   print (info->stream, dis_style_immediate, "%u",
+                          (unsigned)EXTRACT_U_IMM (n, s, l));
+                 else
+                   print (info->stream, dis_style_immediate, "%i",
+                          (unsigned)EXTRACT_S_IMM (n, s, l));
+                 break;
+               default:
+                 goto undefined_modifier;
+             }
+         }
+         break;
        default:
+       undefined_modifier:
          /* xgettext:c-format */
          print (info->stream, dis_style_text,
                 _("# internal error, undefined modifier (%c)"),