convert branch pipeline to use msr/cia as immediates
[soc.git] / src / soc / decoder / isa / caller.py
index 711c9650788a03e2b22a8528694014ff7006ad3f..fce89a441f08a2deda15e2d4a24385a1e4ac1c6c 100644 (file)
@@ -10,12 +10,13 @@ related bugs:
 """
 
 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, InternalOp)
-from soc.decoder.helpers import exts, trunc_div, trunc_rem
+                                     insns, MicrOp)
+from soc.decoder.helpers import exts
 from soc.consts import PI, MSR
 
 from collections import namedtuple
@@ -250,7 +251,7 @@ class ISACaller:
                        initial_insns=None, respect_pc=False,
                        disassembly=None,
                        initial_pc=0,
-                       bigendian=True):
+                       bigendian=False):
 
         self.bigendian = bigendian
         self.halted = False
@@ -264,6 +265,7 @@ class ISACaller:
             assert self.respect_pc == False, "instructions required to honor pc"
 
         print ("ISACaller insns", respect_pc, initial_insns, disassembly)
+        print ("ISACaller initial_msr", initial_msr)
 
         # "fake program counter" mode (for unit testing)
         self.fake_pc = 0
@@ -339,13 +341,25 @@ class ISACaller:
         self.dec2 = decoder2
 
     def TRAP(self, trap_addr=0x700, trap_bit=PI.TRAP):
-        print ("TRAP:", hex(trap_addr))
+        print ("TRAP:", hex(trap_addr), hex(self.namespace['MSR'].value))
         # store CIA(+4?) in SRR0, set NIA to 0x700
         # store MSR in SRR1, set MSR to um errr something, have to check spec
-        self.spr['SRR0'] = self.pc.CIA
-        self.spr['SRR1'] = self.namespace['MSR']
+        self.spr['SRR0'].value = self.pc.CIA.value
+        self.spr['SRR1'].value = self.namespace['MSR'].value
         self.trap_nia = SelectableInt(trap_addr, 64)
-        self.namespace['MSR'][63-trap_bit] = 1
+        self.spr['SRR1'][63-trap_bit] = 1 # change *copy* of MSR in SRR1
+
+        # set exception bits.  TODO: this should, based on the address
+        # in figure 66 p1065 V3.0B and the table figure 65 p1063 set these
+        # bits appropriately.  however it turns out that *for now* in all
+        # cases (all trap_addrs) the exact same thing is needed.
+        self.msr[63-MSR.SF] = 1
+        self.msr[63-MSR.EE] = 0
+        self.msr[63-MSR.PR] = 0
+        self.msr[63-MSR.IR] = 0
+        self.msr[63-MSR.DR] = 0
+        self.msr[63-MSR.RI] = 0
+        self.msr[63-MSR.LE] = 1
 
     def memassign(self, ea, sz, val):
         self.mem.memassign(ea, sz, val)
@@ -486,6 +500,8 @@ class ISACaller:
 
         yield self.dec2.dec.raw_opcode_in.eq(ins & 0xffffffff)
         yield self.dec2.dec.bigendian.eq(self.bigendian)
+        yield self.dec2.msr.eq(self.msr.value)
+        yield self.dec2.cia.eq(pc)
 
     def execute_one(self):
         """execute one instruction
@@ -506,38 +522,50 @@ class ISACaller:
         asmcode = yield self.dec2.dec.op.asmcode
         print ("get assembly name asmcode", asmcode)
         asmop = insns.get(asmcode, None)
+        int_op = yield self.dec2.dec.op.internal_op
 
         # sigh reconstruct the assembly instruction name
         ov_en = yield self.dec2.e.do.oe.oe
         ov_ok = yield self.dec2.e.do.oe.ok
-        if ov_en & ov_ok:
-            asmop += "."
+        rc_en = yield self.dec2.e.do.rc.data
+        rc_ok = yield self.dec2.e.do.rc.ok
+        # grrrr have to special-case MUL op (see DecodeOE)
+        print ("ov en rc en", ov_ok, ov_en, rc_ok, rc_en, int_op)
+        if int_op in [MicrOp.OP_MUL_H64.value, MicrOp.OP_MUL_H32.value]:
+            print ("mul op")
+            if rc_en & rc_ok:
+                asmop += "."
+        else:
+            if ov_en & ov_ok:
+                asmop += "."
         lk = yield self.dec2.e.do.lk
         if lk:
             asmop += "l"
-        int_op = yield self.dec2.dec.op.internal_op
         print ("int_op", int_op)
-        if int_op in [InternalOp.OP_B.value, InternalOp.OP_BC.value]:
+        if int_op in [MicrOp.OP_B.value, MicrOp.OP_BC.value]:
             AA = yield self.dec2.dec.fields.FormI.AA[0:-1]
             print ("AA", AA)
             if AA:
                 asmop += "a"
-        if int_op == InternalOp.OP_MFCR.value:
-            dec_insn = yield self.dec2.e.do.insn
-            if dec_insn & (1<<20) != 0: # sigh
+        spr_msb = yield from self.get_spr_msb()
+        if int_op == MicrOp.OP_MFCR.value:
+            if spr_msb:
                 asmop = 'mfocrf'
             else:
                 asmop = 'mfcr'
         # XXX TODO: for whatever weird reason this doesn't work
         # https://bugs.libre-soc.org/show_bug.cgi?id=390
-        if int_op == InternalOp.OP_MTCRF.value:
-            dec_insn = yield self.dec2.e.do.insn
-            if dec_insn & (1<<20) != 0: # sigh
+        if int_op == MicrOp.OP_MTCRF.value:
+            if spr_msb:
                 asmop = 'mtocrf'
             else:
                 asmop = 'mtcrf'
         return asmop
 
+    def get_spr_msb(self):
+        dec_insn = yield self.dec2.e.do.insn
+        return dec_insn & (1<<20) != 0 # sigh - XFF.spr[-1]?
+
     def call(self, name):
         name = name.strip() # remove spaces if not already done so
         if self.halted:
@@ -549,6 +577,31 @@ class ISACaller:
         asmop = yield from self.get_assembly_name()
         print  ("call", name, asmop)
 
+        # check privileged
+        int_op = yield self.dec2.dec.op.internal_op
+        spr_msb = yield from self.get_spr_msb()
+
+        instr_is_privileged = False
+        if int_op in [MicrOp.OP_ATTN.value,
+                      MicrOp.OP_MFMSR.value,
+                      MicrOp.OP_MTMSR.value,
+                      MicrOp.OP_MTMSRD.value,
+                      # TODO: OP_TLBIE
+                      MicrOp.OP_RFID.value]:
+            instr_is_privileged = True
+        if int_op in [MicrOp.OP_MFSPR.value,
+                      MicrOp.OP_MTSPR.value] and spr_msb:
+            instr_is_privileged = True
+
+        print ("is priv", instr_is_privileged, hex(self.msr.value),
+                          self.msr[63-MSR.PR])
+        # check MSR priv bit and whether op is privileged: if so, throw trap
+        if instr_is_privileged and self.msr[63-MSR.PR] == 1:
+            self.TRAP(0x700, PI.PRIV)
+            self.namespace['NIA'] = self.trap_nia
+            self.pc.update(self.namespace)
+            return
+
         # check halted condition
         if name == 'attn':
             self.halted = True
@@ -560,10 +613,11 @@ class ISACaller:
             illegal = name != asmop
 
         if illegal:
-            print ("name %s != %s - calling ILLEGAL trap" % (name, asmop))
             self.TRAP(0x700, PI.ILLEG)
             self.namespace['NIA'] = self.trap_nia
             self.pc.update(self.namespace)
+            print ("name %s != %s - calling ILLEGAL trap, PC: %x" % \
+                    (name, asmop, self.pc.CIA.value))
             return
 
         info = self.instrs[name]
@@ -628,7 +682,7 @@ class ISACaller:
 
         ov_en = yield self.dec2.e.do.oe.oe
         ov_ok = yield self.dec2.e.do.oe.ok
-        print ("internal overflow", overflow)
+        print ("internal overflow", overflow, ov_en, ov_ok)
         if ov_en & ov_ok:
             yield from self.handle_overflow(inputs, results, overflow)