add svp64 reg decode detection to ISACaller output
[soc.git] / src / soc / decoder / isa / caller.py
index bd516ebb6d0d985bdb136ec12134f0908d7599aa..726fc638b76873359a8c5441d40c6415b3d71d06 100644 (file)
@@ -13,15 +13,18 @@ related bugs:
 * https://bugs.libre-soc.org/show_bug.cgi?id=424
 """
 
+from nmigen.back.pysim import Settle
 from functools import wraps
 from copy import copy
 from soc.decoder.orderedset import OrderedSet
 from soc.decoder.selectable_int import (FieldSelectableInt, SelectableInt,
                                         selectconcat)
 from soc.decoder.power_enums import (spr_dict, spr_byname, XER_bits,
-                                     insns, MicrOp)
+                                     insns, MicrOp, In1Sel, In2Sel, In3Sel,
+                                     OutSel)
 from soc.decoder.helpers import exts, gtu, ltu, undefined
 from soc.consts import PIb, MSRb  # big-endian (PowerISA versions)
+from soc.decoder.power_svp64 import SVP64RM, decode_extra
 
 from collections import namedtuple
 import math
@@ -162,9 +165,11 @@ class Mem:
 
 
 class GPR(dict):
-    def __init__(self, decoder, regfile):
+    def __init__(self, decoder, isacaller, svstate, regfile):
         dict.__init__(self)
         self.sd = decoder
+        self.isacaller = isacaller
+        self.svstate = svstate
         for i in range(32):
             self[i] = SelectableInt(regfile[i], 64)
 
@@ -187,8 +192,11 @@ class GPR(dict):
         return rnum
 
     def ___getitem__(self, attr):
-        print("GPR getitem", attr)
+        """ XXX currently not used
+        """
         rnum = self._get_regnum(attr)
+        offs = self.svstate.srcstep
+        print("GPR getitem", attr, rnum, "srcoffs", offs)
         return self.regfile[rnum]
 
     def dump(self):
@@ -213,12 +221,11 @@ class PC:
 
 
 # Simple-V: see https://libre-soc.org/openpower/sv
-# also soc.sv.svstate SVSTATEREC
 class SVP64State:
     def __init__(self, init=0):
         self.spr = SelectableInt(init, 32)
         # fields of SVSTATE, see https://libre-soc.org/openpower/sv/sprs/
-        self.maxvl = FieldSelectableInt(self.spr, tuple(range(0,7))
+        self.maxvl = FieldSelectableInt(self.spr, tuple(range(0,7)))
         self.vl = FieldSelectableInt(self.spr, tuple(range(7,14)))
         self.srcstep = FieldSelectableInt(self.spr, tuple(range(14,21)))
         self.dststep = FieldSelectableInt(self.spr, tuple(range(21,28)))
@@ -241,14 +248,14 @@ class SVP64RMFields:
 
 
 # SVP64 Prefix fields: see https://libre-soc.org/openpower/sv/svp64/
-class SPP64PrefixFields:
+class SVP64PrefixFields:
     def __init__(self):
         self.insn = SelectableInt(0, 32)
         # 6 bit major opcode EXT001, 2 bits "identifying" (7, 9), 24 SV ReMap
         self.major = FieldSelectableInt(self.insn, tuple(range(0,6)))
-        self.pid = FieldSelectableInt(self.insn, (7, 9) # must be 0b11
-        rmfields = [6, 8] + list(range(10,32)) # SVP64 24-bit RM
-        self.rm = FieldSelectableInt(self.spr, rmfields)
+        self.pid = FieldSelectableInt(self.insn, (7, 9)) # must be 0b11
+        rmfields = [6, 8] + list(range(10,32)) # SVP64 24-bit RM (ReMap)
+        self.rm = FieldSelectableInt(self.insn, rmfields)
 
 
 class SPR(dict):
@@ -309,6 +316,68 @@ class SPR(dict):
     def __call__(self, ridx):
         return self[ridx]
 
+def get_pdecode_idx_in(dec2, name):
+    op = dec2.dec.op
+    in1_sel = yield op.in1_sel
+    in2_sel = yield op.in2_sel
+    in3_sel = yield op.in3_sel
+    # get the IN1/2/3 from the decoder (includes SVP64 remap and isvec)
+    in1 = yield dec2.e.read_reg1.data
+    in2 = yield dec2.e.read_reg2.data
+    in3 = yield dec2.e.read_reg3.data
+    in1_isvec = yield dec2.in1_isvec
+    in2_isvec = yield dec2.in2_isvec
+    in3_isvec = yield dec2.in3_isvec
+    print ("get_pdecode_idx", in1_sel, In1Sel.RA.value, in1, in1_isvec)
+    # identify which regnames map to in1/2/3
+    if name == 'RA':
+        if (in1_sel == In1Sel.RA.value or
+            (in1_sel == In1Sel.RA_OR_ZERO.value and in1 != 0)):
+            return in1, in1_isvec
+        if in1_sel == In1Sel.RA_OR_ZERO.value:
+            return in1, in1_isvec
+    elif name == 'RB':
+        if in2_sel == In2Sel.RB.value:
+            return in2, in2_isvec
+        if in3_sel == In3Sel.RB.value:
+            return in3, in3_isvec
+    # XXX TODO, RC doesn't exist yet!
+    elif name == 'RC':
+        assert False, "RC does not exist yet"
+    elif name == 'RS':
+        if in1_sel == In1Sel.RS.value:
+            return in1, in1_isvec
+        if in2_sel == In2Sel.RS.value:
+            return in2, in2_isvec
+        if in3_sel == In3Sel.RS.value:
+            return in3, in3_isvec
+    return None, False
+
+
+def get_pdecode_idx_out(dec2, name):
+    op = dec2.dec.op
+    out_sel = yield op.out_sel
+    # get the IN1/2/3 from the decoder (includes SVP64 remap and isvec)
+    out = yield dec2.e.write_reg.data
+    o_isvec = yield dec2.o_isvec
+    print ("get_pdecode_idx_out", out_sel, OutSel.RA.value, out, o_isvec)
+    # identify which regnames map to out / o2
+    if name == 'RA':
+        if out_sel == OutSel.RA.value:
+            return out, o_isvec
+    elif name == 'RT':
+        if out_sel == OutSel.RT.value:
+            return out, o_isvec
+    print ("get_pdecode_idx_out not found", name)
+    return None, False
+
+
+# XXX TODO
+def get_pdecode_idx_out2(dec2, name):
+    op = dec2.dec.op
+    print ("TODO: get_pdecode_idx_out2", name)
+    return None, False
+
 
 class ISACaller:
     # decoder2 - an instance of power_decoder2
@@ -325,6 +394,7 @@ class ISACaller:
 
         self.bigendian = bigendian
         self.halted = False
+        self.is_svp64_mode = False
         self.respect_pc = respect_pc
         if initial_sprs is None:
             initial_sprs = {}
@@ -354,11 +424,12 @@ class ISACaller:
                 self.disassembly[i*4 + disasm_start] = code
 
         # set up registers, instruction memory, data memory, PC, SPRs, MSR
-        self.gpr = GPR(decoder2, regfile)
+        self.svp64rm = SVP64RM()
+        self.svstate = SVP64State(initial_svstate)
+        self.gpr = GPR(decoder2, self, self.svstate, regfile)
         self.mem = Mem(row_bytes=8, initial_mem=initial_mem)
         self.imem = Mem(row_bytes=4, initial_mem=initial_insns)
         self.pc = PC()
-        self.svstate = SVSTATE(initial_svstate)
         self.spr = SPR(decoder2, initial_sprs)
         self.msr = SelectableInt(initial_msr, 64)  # underlying reg
 
@@ -602,17 +673,45 @@ class ISACaller:
         print("setup: 0x%x 0x%x %s" % (pc, ins & 0xffffffff, bin(ins)))
         print("CIA NIA", self.respect_pc, self.pc.CIA.value, self.pc.NIA.value)
 
+        yield self.dec2.sv_rm.eq(0)
         yield self.dec2.dec.raw_opcode_in.eq(ins & 0xffffffff)
         yield self.dec2.dec.bigendian.eq(self.bigendian)
         yield self.dec2.state.msr.eq(self.msr.value)
         yield self.dec2.state.pc.eq(pc)
 
+        # SVP64.  first, check if the opcode is EXT001, and SVP64 id bits set
+        yield Settle()
+        opcode = yield self.dec2.dec.opcode_in
+        pfx = SVP64PrefixFields()
+        pfx.insn.value = opcode
+        major = pfx.major.asint(msb0=True) # MSB0 inversion
+        print ("prefix test: opcode:", major, bin(major),
+                pfx.insn[7] == 0b1, pfx.insn[9] == 0b1)
+        self.is_svp64_mode = ((major == 0b000001) and
+                              pfx.insn[7].value == 0b1 and
+                              pfx.insn[9].value == 0b1)
+        if not self.is_svp64_mode:
+            return
+
+        # in SVP64 mode.  decode/print out svp64 prefix, get v3.0B instruction
+        print ("svp64.rm", bin(pfx.rm.asint(msb0=True)))
+        sv_rm = pfx.rm.asint()
+        ins = self.imem.ld(pc+4, 4, False, True)
+        print("     svsetup: 0x%x 0x%x %s" % (pc+4, ins & 0xffffffff, bin(ins)))
+        yield self.dec2.dec.raw_opcode_in.eq(ins & 0xffffffff) # v3.0B suffix
+        yield self.dec2.sv_rm.eq(sv_rm)                        # svp64 prefix
+        yield Settle()
+
     def execute_one(self):
         """execute one instruction
         """
         # get the disassembly code for this instruction
-        code = self.disassembly[self._pc]
-        print("sim-execute", hex(self._pc), code)
+        if self.is_svp64_mode:
+            code = self.disassembly[self._pc+4]
+            print("    svp64 sim-execute", hex(self._pc), code)
+        else:
+            code = self.disassembly[self._pc]
+            print("sim-execute", hex(self._pc), code)
         opname = code.split(' ')[0]
         yield from self.call(opname)
 
@@ -683,6 +782,8 @@ class ISACaller:
         return dec_insn & (1 << 20) != 0  # sigh - XFF.spr[-1]?
 
     def call(self, name):
+        """call(opcode) - the primary execution point for instructions
+        """
         name = name.strip()  # remove spaces if not already done so
         if self.halted:
             print("halted - not executing", name)
@@ -745,14 +846,30 @@ class ISACaller:
                                   list(info.uninit_regs))
         print(input_names)
 
-        # main registers (RT, RA ...)
+        # get SVP64 entry for the current instruction
+        sv_rm = self.svp64rm.instrs.get(name)
+        if sv_rm is not None:
+            dest_cr, src_cr, src_byname, dest_byname = decode_extra(sv_rm)
+        else:
+            dest_cr, src_cr, src_byname, dest_byname = False, False, {}, {}
+        print ("sv rm", sv_rm, dest_cr, src_cr, src_byname, dest_byname)
+
+        # main input registers (RT, RA ...)
         inputs = []
         for name in input_names:
-            regnum = yield getattr(self.decoder, name)
+            # using PowerDecoder2, first, find the decoder index.
+            # (mapping name RA RB RC RS to in1, in2, in3)
+            regnum, is_vec = yield from get_pdecode_idx_in(self.dec2, name)
+            if regnum is None:
+                # doing this is not part of svp64, it's because output
+                # registers, to be modified, need to be in the namespace.
+                regnum, is_vec = yield from get_pdecode_idx_out(self.dec2, name)
+            # in case getting the register number is needed, _RA, _RB
             regname = "_" + name
             self.namespace[regname] = regnum
-            print('reading reg %d' % regnum)
-            inputs.append(self.gpr(regnum))
+            print('reading reg %s %d' % (name, regnum), is_vec)
+            reg_val = self.gpr(regnum)
+            inputs.append(reg_val)
 
         # "special" registers
         for special in info.special_regs:
@@ -839,8 +956,13 @@ class ISACaller:
                     if name == 'MSR':
                         print('msr written', hex(self.msr.value))
                 else:
-                    regnum = yield getattr(self.decoder, name)
-                    print('writing reg %d %s' % (regnum, str(output)))
+                    regnum, is_vec = yield from get_pdecode_idx_out(self.dec2,
+                                                name)
+                    if regnum is None:
+                        # temporary hack for not having 2nd output
+                        regnum = yield getattr(self.decoder, name)
+                        is_vec = False
+                    print('writing reg %d %s' % (regnum, str(output)), is_vec)
                     if output.bits > 64:
                         output = SelectableInt(output.value, 64)
                     self.gpr[regnum] = output