Fix broken unit tests in test_caller
[soc.git] / src / soc / decoder / isa / caller.py
index 81a294d28be962b7745d67e3f590c71f5d1e2ffb..299b74c0e136a65a0f1a68955e6ccda786e2cf99 100644 (file)
@@ -2,6 +2,8 @@ from functools import wraps
 from soc.decoder.orderedset import OrderedSet
 from soc.decoder.selectable_int import (FieldSelectableInt, SelectableInt,
                                         selectconcat)
+from soc.decoder.power_enums import spr_dict, XER_bits
+from soc.decoder.helpers import exts
 from collections import namedtuple
 import math
 
@@ -9,6 +11,13 @@ instruction_info = namedtuple('instruction_info',
                               'func read_regs uninit_regs write_regs ' + \
                               'special_regs op_fields form asmregs')
 
+special_sprs = {
+    'LR': 8,
+    'CTR': 9,
+    'TAR': 815,
+    'XER': 1,
+    'VRSAVE': 256}
+
 
 def create_args(reglist, extra=None):
     args = OrderedSet()
@@ -121,34 +130,64 @@ class PC:
         self.NIA = self.CIA + SelectableInt(4, 64)
 
     def update(self, namespace):
-        self.CIA = self.NIA
+        self.CIA = namespace['NIA'].narrow(64)
         self.NIA = self.CIA + SelectableInt(4, 64)
         namespace['CIA'] = self.CIA
         namespace['NIA'] = self.NIA
 
 
+class SPR(dict):
+    def __init__(self, dec2, initial_sprs={}):
+        self.sd = dec2
+        dict.__init__(self)
+        self.update(initial_sprs)
+
+    def __getitem__(self, key):
+        # if key in special_sprs get the special spr, otherwise return key
+        if isinstance(key, SelectableInt):
+            key = key.value
+        key = special_sprs.get(key, key)
+        if key in self:
+            return dict.__getitem__(self, key)
+        else:
+            info = spr_dict[key]
+            dict.__setitem__(self, key, SelectableInt(0, info.length))
+            return dict.__getitem__(self, key)
+
+    def __setitem__(self, key, value):
+        if isinstance(key, SelectableInt):
+            key = key.value
+        key = special_sprs.get(key, key)
+        dict.__setitem__(self, key, value)
+
+    def __call__(self, ridx):
+        return self[ridx]
+        
+        
+
 class ISACaller:
     # decoder2 - an instance of power_decoder2
     # regfile - a list of initial values for the registers
-    def __init__(self, decoder2, regfile):
+    def __init__(self, decoder2, regfile, initial_sprs={}, initial_cr=0):
         self.gpr = GPR(decoder2, regfile)
         self.mem = Mem()
         self.pc = PC()
+        self.spr = SPR(decoder2, initial_sprs)
         # TODO, needed here:
-        # 4.4.4 III p971 SPR (same as GPR except for SPRs - best done as a dict
         # FPR (same as GPR except for FP nums)
         # 4.2.2 p124 FPSCR (definitely "separate" - not in SPR)
         #            note that mffs, mcrfs, mtfsf "manage" this FPSCR
         # 2.3.1 CR (and sub-fields CR0..CR6 - CR0 SO comes from XER.SO)
         #         note that mfocrf, mfcr, mtcr, mtocrf, mcrxrx "manage" CRs
-        # 2.3.2 LR   (actually SPR #8)
-        # 2.3.3 CTR  (actually SPR #9)
+        #         -- Done
+        # 2.3.2 LR   (actually SPR #8) -- Done
+        # 2.3.3 CTR  (actually SPR #9) -- Done
         # 2.3.4 TAR  (actually SPR #815)
-        # 3.2.2 p45 XER  (actually SPR #0)
+        # 3.2.2 p45 XER  (actually SPR #1) -- Done
         # 3.2.3 p46 p232 VRSAVE (actually SPR #256)
 
         # create CR then allow portions of it to be "selectable" (below)
-        self._cr = SelectableInt(0, 64) # underlying reg
+        self._cr = SelectableInt(initial_cr, 64) # underlying reg
         self.cr = FieldSelectableInt(self._cr, list(range(32,64)))
 
         # "undefined", just set to variable-bit-width int (use exts "max")
@@ -156,22 +195,26 @@ class ISACaller:
 
         self.namespace = {'GPR': self.gpr,
                           'MEM': self.mem,
+                          'SPR': self.spr,
                           'memassign': self.memassign,
                           'NIA': self.pc.NIA,
                           'CIA': self.pc.CIA,
                           'CR': self.cr,
                           'undefined': self.undefined,
+                          'mode_is_64bit': True,
+                          'SO': XER_bits['SO']
                           }
 
         # field-selectable versions of Condition Register TODO check bitranges?
         self.crl = []
         for i in range(8):
-            bits = tuple(range((7-i)*4, (8-i)*4))# errr... maybe?
+            bits = tuple(range(i*4, (i+1)*4))# errr... maybe?
             _cr = FieldSelectableInt(self.cr, bits)
             self.crl.append(_cr)
             self.namespace["CR%d" % i] = _cr
 
-        self.decoder = decoder2
+        self.decoder = decoder2.dec
+        self.dec2 = decoder2
 
     def memassign(self, ea, sz, val):
         self.mem.memassign(ea, sz, val)
@@ -184,9 +227,80 @@ class ISACaller:
         # list, here.
         fields = self.decoder.sigforms[formname]
         for name in op_fields:
-            sig = getattr(fields, name)
+            if name == 'spr':
+                sig = getattr(fields, name.upper())
+            else:
+                sig = getattr(fields, name)
             val = yield sig
-            self.namespace[name] = SelectableInt(val, sig.width)
+            if name in ['BF', 'BFA']:
+                self.namespace[name] = val
+            else:
+                self.namespace[name] = SelectableInt(val, sig.width)
+
+        self.namespace['XER'] = self.spr['XER']
+        self.namespace['CA'] = self.spr['XER'][XER_bits['CA']].value
+
+    def handle_carry_(self, inputs, outputs):
+        inv_a = yield self.dec2.e.invert_a
+        if inv_a:
+            inputs[0] = ~inputs[0]
+
+        imm_ok = yield self.dec2.e.imm_data.ok
+        if imm_ok:
+            imm = yield self.dec2.e.imm_data.data
+            inputs.append(SelectableInt(imm, 64))
+        assert len(outputs) >= 1
+        output = outputs[0]
+        gts = [(x > output) for x in inputs]
+        print(gts)
+        cy = 1 if any(gts) else 0
+        self.spr['XER'][XER_bits['CA']] = cy
+
+
+        # 32 bit carry
+        gts = [(x[32:64] > output[32:64]) == SelectableInt(1, 1)
+               for x in inputs]
+        cy32 = 1 if any(gts) else 0
+        self.spr['XER'][XER_bits['CA32']] = cy32
+
+    def handle_overflow(self, inputs, outputs):
+        inv_a = yield self.dec2.e.invert_a
+        if inv_a:
+            inputs[0] = ~inputs[0]
+
+        imm_ok = yield self.dec2.e.imm_data.ok
+        if imm_ok:
+            imm = yield self.dec2.e.imm_data.data
+            inputs.append(SelectableInt(imm, 64))
+        assert len(outputs) >= 1
+        if len(inputs) >= 2:
+            output = outputs[0]
+            input_sgn = [exts(x.value, x.bits) < 0 for x in inputs]
+            output_sgn = exts(output.value, output.bits) < 0
+            ov = 1 if input_sgn[0] == input_sgn[1] and \
+                output_sgn != input_sgn[0] else 0
+
+            self.spr['XER'][XER_bits['OV']] = ov
+            so = self.spr['XER'][XER_bits['SO']]
+            so = so | ov
+            self.spr['XER'][XER_bits['SO']] = so
+
+
+
+    def handle_comparison(self, outputs):
+        out = outputs[0]
+        out = exts(out.value, out.bits)
+        zero = SelectableInt(out == 0, 1)
+        positive = SelectableInt(out > 0, 1)
+        negative = SelectableInt(out < 0, 1)
+        SO = self.spr['XER'][XER_bits['SO']]
+        cr_field = selectconcat(negative, positive, zero, SO)
+        self.crl[0].eq(cr_field)
+
+    def set_pc(self, pc_val):
+        self.namespace['NIA'] = SelectableInt(pc_val, 64)
+        self.pc.update(self.namespace)
+        
 
     def call(self, name):
         # TODO, asmregs is from the spec, e.g. add RT,RA,RB
@@ -209,22 +323,40 @@ class ISACaller:
 
         # "special" registers
         for special in info.special_regs:
-            inputs.append(self.namespace[special])
+            if special in special_sprs:
+                inputs.append(self.spr[special])
+            else:
+                inputs.append(self.namespace[special])
 
         print(inputs)
         results = info.func(self, *inputs)
         print(results)
 
+        carry_en = yield self.dec2.e.output_carry
+        if carry_en:
+            yield from self.handle_carry_(inputs, results)
+        ov_en = yield self.dec2.e.oe
+        if ov_en:
+            yield from self.handle_overflow(inputs, results)
+        rc_en = yield self.dec2.e.rc.data
+        if rc_en:
+            self.handle_comparison(results)
+
         # any modified return results?
         if info.write_regs:
             output_names = create_args(info.write_regs)
             for name, output in zip(output_names, results):
+                if isinstance(output, int):
+                    output = SelectableInt(output, 256)
                 if name in info.special_regs:
                     print('writing special %s' % name, output)
-                    self.namespace[name].eq(output)
+                    if name in special_sprs:
+                        self.spr[name] = output
+                    else:
+                        self.namespace[name].eq(output)
                 else:
                     regnum = yield getattr(self.decoder, name)
-                    print('writing reg %d' % regnum)
+                    print('writing reg %d %s' % (regnum, str(output)))
                     if output.bits > 64:
                         output = SelectableInt(output.value, 64)
                     self.gpr[regnum] = output
@@ -246,8 +378,8 @@ def inject():
             context = args[0].namespace
             saved_values = func_globals.copy()  # Shallow copy of dict.
             func_globals.update(context)
-
             result = func(*args, **kwargs)
+            args[0].namespace = func_globals
             #exec (func.__code__, func_globals)
 
             #finally: