[Bug 580] redirect MMU SPRs to the MMU
[soc.git] / src / soc / decoder / power_decoder2.py
index 5df3f16c7c4d82e83cacea65b17d86b47814e046..1633d1912aa468bf44b8f4ed1568cbc28a1ddd82 100644 (file)
@@ -14,6 +14,8 @@ from nmutil.picker import PriorityPicker
 from nmutil.iocontrol import RecordObject
 from nmutil.extend import exts
 
+from soc.experiment.mem_types import LDSTException
+
 from soc.decoder.power_regspec_map import regspec_decode_read
 from soc.decoder.power_regspec_map import regspec_decode_write
 from soc.decoder.power_decoder import create_pdecode
@@ -21,7 +23,8 @@ from soc.decoder.power_enums import (MicrOp, CryIn, Function,
                                      CRInSel, CROutSel,
                                      LdstLen, In1Sel, In2Sel, In3Sel,
                                      OutSel, SPR, RC, LDSTMode)
-from soc.decoder.decode2execute1 import Decode2ToExecute1Type, Data
+from soc.decoder.decode2execute1 import (Decode2ToExecute1Type, Data,
+                                         Decode2ToOperand)
 from soc.consts import MSR
 
 from soc.regfile.regfiles import FastRegs
@@ -369,10 +372,11 @@ class DecodeOut2(Elaboratable):
         m = Module()
         comb = m.d.comb
 
-        # update mode LD/ST uses read-reg A also as an output
-        with m.If(self.dec.op.upd == LDSTMode.update):
-            comb += self.reg_out.eq(self.dec.RA)
-            comb += self.reg_out.ok.eq(1)
+        if hasattr(self.dec.op, "upd"):
+            # update mode LD/ST uses read-reg A also as an output
+            with m.If(self.dec.op.upd == LDSTMode.update):
+                comb += self.reg_out.eq(self.dec.RA)
+                comb += self.reg_out.ok.eq(1)
 
         # B, BC or BCREG: potential implicit register (LR) output
         # these give bl, bcl, bclrl, etc.
@@ -616,20 +620,25 @@ record_names = {'insn_type': 'internal_op',
                 'ldst_mode': 'upd',
                 }
 
+
 class PowerDecodeSubset(Elaboratable):
     """PowerDecodeSubset: dynamic subset decoder
-
     """
-
-    def __init__(self, dec, opkls=None, fn_name=None,
-                            final=False, state=None):
+    def __init__(self, dec, opkls=None, fn_name=None, final=False, state=None):
 
         self.final = final
         self.opkls = opkls
         self.fn_name = fn_name
-        self.e = Decode2ToExecute1Type(name=self.fn_name, opkls=self.opkls)
-        col_subset = self.get_col_subset(self.e.do)
+        if opkls is None:
+            opkls = Decode2ToOperand
+        self.do = opkls(fn_name)
+        col_subset = self.get_col_subset(self.do)
+
+        # only needed for "main" PowerDecode2
+        if not self.final:
+            self.e = Decode2ToExecute1Type(name=self.fn_name, do=self.do)
 
+        # create decoder if one not already given
         if dec is None:
             dec = create_pdecode(name=fn_name, col_subset=col_subset,
                                       row_subset=self.rowsubsetfn)
@@ -656,14 +665,14 @@ class PowerDecodeSubset(Elaboratable):
 
     def needs_field(self, field, op_field):
         if self.final:
-            do = self.e.do
+            do = self.do
         else:
             do = self.e_tmp.do
         return hasattr(do, field) and self.op_get(op_field) is not None
 
     def do_copy(self, field, val, final=False):
         if final or self.final:
-            do = self.e.do
+            do = self.do
         else:
             do = self.e_tmp.do
         if hasattr(do, field) and val is not None:
@@ -677,20 +686,17 @@ class PowerDecodeSubset(Elaboratable):
         m = Module()
         comb = m.d.comb
         state = self.state
-        e_out, op, do_out = self.e, self.dec.op, self.e.do
+        op, do = self.dec.op, self.do
         msr, cia = state.msr, state.pc
 
         # fill in for a normal instruction (not an exception)
         # copy over if non-exception, non-privileged etc. is detected
-        if self.final:
-            e = self.e
-        else:
+        if not self.final:
             if self.fn_name is None:
                 name = "tmp"
             else:
                 name = self.fn_name + "tmp"
-            self.e_tmp = e = Decode2ToExecute1Type(name=name, opkls=self.opkls)
-        do = e.do
+            self.e_tmp = Decode2ToExecute1Type(name=name, opkls=self.opkls)
 
         # set up submodule decoders
         m.submodules.dec = self.dec
@@ -719,7 +725,25 @@ class PowerDecodeSubset(Elaboratable):
         # set up instruction, pick fn unit
         # no op: defaults to OP_ILLEGAL
         comb += self.do_copy("insn_type", self.op_get("internal_op"))
-        comb += self.do_copy("fn_unit", self.op_get("function_unit"))
+
+        #function unit for decoded instruction
+        fn = self.op_get("function_unit")
+        spr = Signal(10, reset_less=True)
+        comb += spr.eq(decode_spr_num(self.dec.SPR)) # from XFX
+
+        # for first test only forward SPR 18 to mmu
+        with m.If(self.dec.op.internal_op == MicrOp.OP_MTSPR):
+            with m.If((spr == 18) | (spr == 19)):
+                comb += self.do_copy("fn_unit",Function.MMU)
+            with m.Else():
+                comb += self.do_copy("fn_unit",fn)
+        with m.If(self.dec.op.internal_op == MicrOp.OP_MFSPR):
+            with m.If((spr == 18) | (spr == 19)):
+                comb += self.do_copy("fn_unit",Function.MMU)
+            with m.Else():
+                comb += self.do_copy("fn_unit",fn)
+        with m.Else():
+            comb += self.do_copy("fn_unit",fn)
 
         # immediates
         if self.needs_field("zero_a", "in1_sel"):
@@ -781,11 +805,27 @@ class PowerDecode2(PowerDecodeSubset):
     instructions are illegal (or privileged) or not, and instead of
     just leaving at that, *replacing* the instruction to execute with
     a suitable alternative (trap).
+
+    LDSTExceptions are done the cycle _after_ they're detected (after
+    they come out of LDSTCompUnit).  basically despite the instruction
+    being decoded, the results of the decode are completely ignored
+    and "exception.happened" used to set the "actual" instruction to
+    "OP_TRAP".  the LDSTException data structure gets filled in,
+    in the CompTrapOpSubset and that's what it fills in SRR.
+
+    to make this work, TestIssuer must notice "exception.happened"
+    after the (failed) LD/ST and copies the LDSTException info from
+    the output, into here (PowerDecoder2).  without incrementing PC.
     """
 
+    def __init__(self, dec, opkls=None, fn_name=None, final=False, state=None):
+        super().__init__(dec, opkls, fn_name, final, state)
+        self.exc = LDSTException("dec2_exc")
+
     def get_col_subset(self, opkls):
         subset = super().get_col_subset(opkls)
         subset.add("in1_sel")
+        subset.add("asmcode")
         subset.add("in2_sel")
         subset.add("in3_sel")
         subset.add("out_sel")
@@ -882,14 +922,32 @@ class PowerDecode2(PowerDecodeSubset):
         dec_irq_ok = Signal()
         priv_ok = Signal()
         illeg_ok = Signal()
+        exc = self.exc
 
         comb += ext_irq_ok.eq(ext_irq & msr[MSR.EE]) # v3.0B p944 (MSR.EE)
-        comb += dec_irq_ok.eq(dec_spr[63] & msr[MSR.EE]) # v3.0B 6.5.11 p1076
+        comb += dec_irq_ok.eq(dec_spr[63] & msr[MSR.EE]) # 6.5.11 p1076
         comb += priv_ok.eq(is_priv_insn & msr[MSR.PR])
         comb += illeg_ok.eq(op.internal_op == MicrOp.OP_ILLEGAL)
 
+        # LD/ST exceptions.  TestIssuer copies the exception info at us
+        # after a failed LD/ST.
+        with m.If(exc.happened):
+            with m.If(exc.alignment):
+                self.trap(m, TT.PRIV, 0x600)
+            with m.Elif(exc.instr_fault):
+                with m.If(exc.segment_fault):
+                    self.trap(m, TT.PRIV, 0x480)
+                with m.Else():
+                    # pass exception info to trap to create SRR1
+                    self.trap(m, TT.MEMEXC, 0x400, exc)
+            with m.Else():
+                with m.If(exc.segment_fault):
+                    self.trap(m, TT.PRIV, 0x380)
+                with m.Else():
+                    self.trap(m, TT.PRIV, 0x300)
+
         # decrement counter (v3.0B p1099): TODO 32-bit version (MSR.LPCR)
-        with m.If(dec_irq_ok):
+        with m.Elif(dec_irq_ok):
             self.trap(m, TT.DEC, 0x900)   # v3.0B 6.5 p1065
 
         # external interrupt? only if MSR.EE set
@@ -935,9 +993,13 @@ class PowerDecode2(PowerDecodeSubset):
             comb += e_out.read_fast2.data.eq(FastRegs.SRR1)  # constant: SRR1
             comb += e_out.read_fast2.ok.eq(1)
 
+        # annoying simulator bug
+        if hasattr(e_out, "asmcode") and hasattr(self.dec.op, "asmcode"):
+            comb += e_out.asmcode.eq(self.dec.op.asmcode)
+
         return m
 
-    def trap(self, m, traptype, trapaddr):
+    def trap(self, m, traptype, trapaddr, exc=None):
         """trap: this basically "rewrites" the decoded instruction as a trap
         """
         comb = m.d.comb
@@ -950,6 +1012,7 @@ class PowerDecode2(PowerDecodeSubset):
         comb += self.do_copy("fn_unit", Function.TRAP, True)
         comb += self.do_copy("trapaddr", trapaddr >> 4, True) # bottom 4 bits
         comb += self.do_copy("traptype", traptype, True)  # request type
+        comb += self.do_copy("ldst_exc", exc, True)  # request type
         comb += self.do_copy("msr", self.state.msr, True) # copy of MSR "state"
         comb += self.do_copy("cia", self.state.pc, True)  # copy of PC "state"