actually no need to mux in the svp64_rm, just the id "is this svp64" is enough
[soc.git] / src / soc / decoder / power_decoder2.py
index a596593af8f683d2f5ed7197e70b79aa2780012d..a5fab3da3e5b71d0f9e5df3a06d152fbb090a514 100644 (file)
@@ -14,14 +14,19 @@ 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
 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
+                                     OutSel, SPR, RC, LDSTMode,
+                                     SVEXTRA, SVEtype)
+from soc.decoder.decode2execute1 import (Decode2ToExecute1Type, Data,
+                                         Decode2ToOperand)
+from soc.sv.svp64 import SVP64Rec
 from soc.consts import MSR
 
 from soc.regfile.regfiles import FastRegs
@@ -74,6 +79,140 @@ class SPRMap(Elaboratable):
         return m
 
 
+class SVP64ExtraSpec(Elaboratable):
+    """SVP64ExtraSpec - decodes SVP64 Extra specification.
+
+    selects the required EXTRA2/3 field.
+
+    see https://libre-soc.org/openpower/sv/svp64/
+    """
+    def __init__(self):
+        self.extra   = Signal(10, reset_less=True)
+        self.etype   = Signal(SVEtype, reset_less=True) # 2 or 3 bits
+        self.idx     = Signal(SVEXTRA, reset_less=True) # which part of extra
+        self.spec  = Signal(3) # EXTRA spec for the register
+
+    def elaborate(self, platform):
+        m = Module()
+        comb = m.d.comb
+        spec = self.spec
+
+        # back in the LDSTRM-* and RM-* files generated by sv_analysis.py
+        # we marked every op with an Etype: EXTRA2 or EXTRA3, and also said
+        # which of the 4 (or 3 for EXTRA3) sub-fields of bits 10:18 contain
+        # the register-extension information.  extract those now
+        with m.Switch(self.etype):
+            # 2-bit index selection mode
+            with m.Case(SVEtype.EXTRA2):
+                with m.Switch(self.idx):
+                    with m.Case(SVEXTRA.Idx0): # 1st 2 bits
+                        comb += spec[1:3].eq(self.extra[0:2])
+                    with m.Case(SVEXTRA.Idx1): # 2nd 2 bits
+                        comb += spec[1:3].eq(self.extra[2:4])
+                    with m.Case(SVEXTRA.Idx2): # 3rd 2 bits
+                        comb += spec[1:3].eq(self.extra[4:6])
+                    with m.Case(SVEXTRA.Idx3): # 4th 2 bits
+                        comb += spec[1:3].eq(self.extra[6:8])
+            # 3-bit index selection mode
+            with m.Case(SVEtype.EXTRA3):
+                with m.Switch(self.idx):
+                    with m.Case(SVEXTRA.Idx0): # 1st 3 bits
+                        comb += spec.eq(self.extra[0:3])
+                    with m.Case(SVEXTRA.Idx1): # 2nd 3 bits
+                        comb += spec.eq(self.extra[3:6])
+                    with m.Case(SVEXTRA.Idx2): # 3rd 3 bits
+                        comb += spec.eq(self.extra[6:9])
+                    # cannot fit more than 9 bits so there is no 4th thing
+
+        return m
+
+
+class SVP64RegExtra(SVP64ExtraSpec):
+    """SVP64RegExtra - decodes SVP64 Extra fields to determine reg extension
+
+    incoming 5-bit GPR/FP is turned into a 7-bit and marked as scalar/vector
+    depending on info in one of the positions in the EXTRA field.
+
+    designed so that "no change" to the 5-bit register number occurs if
+    SV either does not apply or the relevant EXTRA2/3 field bits are zero.
+
+    see https://libre-soc.org/openpower/sv/svp64/
+    """
+    def __init__(self):
+        SVP64ExtraSpec.__init__(self)
+        self.reg_in  = Signal(5) # incoming reg number (5 bits, RA, RB)
+        self.reg_out = Signal(7) # extra-augmented output (7 bits)
+        self.isvec   = Signal(1) # reg is marked as vector if true
+
+    def elaborate(self, platform):
+        m = super().elaborate(platform) # select required EXTRA2/3
+        comb = m.d.comb
+
+        # first get the spec.  if not changed it's "scalar identity behaviour"
+        # which is zero which is ok.
+        spec = self.spec
+
+        # now decode it. bit 2 is "scalar/vector".  note that spec could be zero
+        #  from above, which (by design) has the effect of "no change", below.
+
+        # simple: isvec is top bit of spec
+        comb += self.isvec.eq(spec[2])
+
+        # decode vector differently from scalar
+        with m.If(self.isvec):
+            # Vector: shifted up, extra in LSBs (RA << 2) | spec[0:1]
+            comb += self.reg_out.eq(Cat(spec[:2], self.reg_in))
+        with m.Else():
+            # Scalar: not shifted up, extra in MSBs RA | (spec[0:1] << 5)
+            comb += self.reg_out.eq(Cat(self.reg_in, spec[:2]))
+
+        return m
+
+
+class SVP64CRExtra(SVP64ExtraSpec):
+    """SVP64CRExtra - decodes SVP64 Extra fields to determine CR extension
+
+    incoming 3-bit CR is turned into a 7-bit and marked as scalar/vector
+    depending on info in one of the positions in the EXTRA field.
+
+    yes, really, 128 CRs.  INT is 128, FP is 128, therefore CRs are 128.
+
+    designed so that "no change" to the 3-bit CR register number occurs if
+    SV either does not apply or the relevant EXTRA2/3 field bits are zero.
+
+    see https://libre-soc.org/openpower/sv/svp64/appendix
+    """
+    def __init__(self):
+        SVP64ExtraSpec.__init__(self)
+        self.cr_in  = Signal(3) # incoming CR number (3 bits, BA[2:5], BFA)
+        self.cr_out = Signal(7) # extra-augmented CR output (7 bits)
+        self.isvec  = Signal(1) # reg is marked as vector if true
+
+    def elaborate(self, platform):
+        m = super().elaborate(platform) # select required EXTRA2/3
+        comb = m.d.comb
+
+        # first get the spec.  if not changed it's "scalar identity behaviour"
+        # which is zero which is ok.
+        spec = self.spec
+
+        # now decode it. bit 2 is "scalar/vector".  note that spec could be zero
+        #  from above, which (by design) has the effect of "no change", below.
+
+        # simple: isvec is top bit of spec
+        comb += self.isvec.eq(spec[2])
+
+        # decode vector differently from scalar, insert bits 0 and 1 accordingly
+        with m.If(self.isvec):
+            # Vector: shifted up, extra in LSBs (CR << 4) | (spec[0:1] << 2)
+            comb += self.cr_out.eq(Cat(Const(0, 2), spec[:2], self.cr_in))
+        with m.Else():
+            # Scalar: not shifted up, extra in MSBs CR | (spec[0:1] << 3)
+            comb += self.cr_out.eq(Cat(self.cr_in, spec[:2]))
+
+        return m
+
+
 class DecodeA(Elaboratable):
     """DecodeA from instruction
 
@@ -91,6 +230,8 @@ class DecodeA(Elaboratable):
     def elaborate(self, platform):
         m = Module()
         comb = m.d.comb
+        op = self.dec.op
+        reg = self.reg_out
         m.submodules.sprmap = sprmap = SPRMap()
 
         # select Register A field
@@ -99,16 +240,18 @@ class DecodeA(Elaboratable):
         with m.If((self.sel_in == In1Sel.RA) |
                   ((self.sel_in == In1Sel.RA_OR_ZERO) &
                    (ra != Const(0, 5)))):
-            comb += self.reg_out.data.eq(ra)
-            comb += self.reg_out.ok.eq(1)
+            comb += reg.data.eq(ra)
+            comb += reg.ok.eq(1)
 
         # some Logic/ALU ops have RS as the 3rd arg, but no "RA".
+        # moved it to 1st position (in1_sel)... because
+        rs = Signal(5, reset_less=True)
+        comb += rs.eq(self.dec.RS)
         with m.If(self.sel_in == In1Sel.RS):
-            comb += self.reg_out.data.eq(self.dec.RS)
-            comb += self.reg_out.ok.eq(1)
+            comb += reg.data.eq(rs)
+            comb += reg.ok.eq(1)
 
         # decode Fast-SPR based on instruction type
-        op = self.dec.op
         with m.Switch(op.internal_op):
 
             # BC or BCREG: implicit register (CTR) NOTE: same in DecodeOut
@@ -174,25 +317,27 @@ class DecodeB(Elaboratable):
         self.dec = dec
         self.sel_in = Signal(In2Sel, reset_less=True)
         self.insn_in = Signal(32, reset_less=True)
-        self.reg_out = Data(5, "reg_b")
+        self.reg_out = Data(7, "reg_b")
+        self.reg_isvec = Signal(1, name="reg_b_isvec") # TODO: in reg_out
         self.fast_out = Data(3, "fast_b")
 
     def elaborate(self, platform):
         m = Module()
         comb = m.d.comb
+        op = self.dec.op
+        reg = self.reg_out
 
         # select Register B field
         with m.Switch(self.sel_in):
             with m.Case(In2Sel.RB):
-                comb += self.reg_out.data.eq(self.dec.RB)
-                comb += self.reg_out.ok.eq(1)
+                comb += reg.data.eq(self.dec.RB)
+                comb += reg.ok.eq(1)
             with m.Case(In2Sel.RS):
                 # for M-Form shiftrot
-                comb += self.reg_out.data.eq(self.dec.RS)
-                comb += self.reg_out.ok.eq(1)
+                comb += reg.data.eq(self.dec.RS)
+                comb += reg.ok.eq(1)
 
         # decode SPR2 based on instruction type
-        op = self.dec.op
         # BCREG implicitly uses LR or TAR for 2nd reg
         # CTR however is already in fast_spr1 *not* 2.
         with m.If(op.internal_op == MicrOp.OP_BCREG):
@@ -283,16 +428,18 @@ class DecodeC(Elaboratable):
     def elaborate(self, platform):
         m = Module()
         comb = m.d.comb
+        op = self.dec.op
+        reg = self.reg_out
 
         # select Register C field
         with m.Switch(self.sel_in):
             with m.Case(In3Sel.RB):
                 # for M-Form shiftrot
-                comb += self.reg_out.data.eq(self.dec.RB)
-                comb += self.reg_out.ok.eq(1)
+                comb += reg.data.eq(self.dec.RB)
+                comb += reg.ok.eq(1)
             with m.Case(In3Sel.RS):
-                comb += self.reg_out.data.eq(self.dec.RS)
-                comb += self.reg_out.ok.eq(1)
+                comb += reg.data.eq(self.dec.RS)
+                comb += reg.ok.eq(1)
 
         return m
 
@@ -316,15 +463,16 @@ class DecodeOut(Elaboratable):
         comb = m.d.comb
         m.submodules.sprmap = sprmap = SPRMap()
         op = self.dec.op
+        reg = self.reg_out
 
         # select Register out field
         with m.Switch(self.sel_in):
             with m.Case(OutSel.RT):
-                comb += self.reg_out.data.eq(self.dec.RT)
-                comb += self.reg_out.ok.eq(1)
+                comb += reg.data.eq(self.dec.RT)
+                comb += reg.ok.eq(1)
             with m.Case(OutSel.RA):
-                comb += self.reg_out.data.eq(self.dec.RA)
-                comb += self.reg_out.ok.eq(1)
+                comb += reg.data.eq(self.dec.RA)
+                comb += reg.ok.eq(1)
             with m.Case(OutSel.SPR):
                 spr = Signal(10, reset_less=True)
                 comb += spr.eq(decode_spr_num(self.dec.SPR))  # from XFX
@@ -334,6 +482,7 @@ class DecodeOut(Elaboratable):
                     comb += self.spr_out.eq(sprmap.spr_o)
                     comb += self.fast_out.eq(sprmap.fast_o)
 
+        # determine Fast Reg
         with m.Switch(op.internal_op):
 
             # BC or BCREG: implicit register (CTR) NOTE: same in DecodeA
@@ -354,7 +503,15 @@ class DecodeOut(Elaboratable):
 class DecodeOut2(Elaboratable):
     """DecodeOut2 from instruction
 
-    decodes output registers
+    decodes output registers (2nd one).  note that RA is *implicit* below,
+    which now causes problems with SVP64
+
+    TODO: SVP64 is a little more complex, here.  svp64 allows extending
+    by one more destination by having one more EXTRA field.  RA-as-src
+    is not the same as RA-as-dest.  limited in that it's the same first
+    5 bits (from the v3.0B opcode), but still kinda cool.  mostly used
+    for operations that have src-as-dest: mostly this is LD/ST-with-update
+    but there are others.
     """
 
     def __init__(self, dec):
@@ -362,22 +519,26 @@ class DecodeOut2(Elaboratable):
         self.sel_in = Signal(OutSel, reset_less=True)
         self.lk = Signal(reset_less=True)
         self.insn_in = Signal(32, reset_less=True)
-        self.reg_out = Data(5, "reg_o")
-        self.fast_out = Data(3, "fast_o")
+        self.reg_out = Data(5, "reg_o2")
+        self.fast_out = Data(3, "fast_o2")
 
     def elaborate(self, platform):
         m = Module()
         comb = m.d.comb
+        op = self.dec.op
+        #m.submodules.svdec = svdec = SVP64RegExtra()
+
+        # get the 5-bit reg data before svp64-munging it into 7-bit plus isvec
+        #reg = Signal(5, reset_less=True)
 
         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.data.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.
-        op = self.dec.op
         with m.Switch(op.internal_op):
 
             # BC* implicit register (LR)
@@ -491,15 +652,18 @@ class DecodeCRIn(Elaboratable):
 
     def elaborate(self, platform):
         m = Module()
-        m.submodules.ppick = ppick = PriorityPicker(8, reverse_i=True,
-                                                       reverse_o=True)
-
         comb = m.d.comb
         op = self.dec.op
+        m.submodules.ppick = ppick = PriorityPicker(8, reverse_i=True,
+                                                       reverse_o=True)
 
+        # zero-initialisation
         comb += self.cr_bitfield.ok.eq(0)
         comb += self.cr_bitfield_b.ok.eq(0)
+        comb += self.cr_bitfield_o.ok.eq(0)
         comb += self.whole_reg.ok.eq(0)
+
+        # select the relevant CR bitfields
         with m.Switch(self.sel_in):
             with m.Case(CRInSel.NONE):
                 pass  # No bitfield activated
@@ -561,6 +725,7 @@ class DecodeCROut(Elaboratable):
 
         comb += self.cr_bitfield.ok.eq(0)
         comb += self.whole_reg.ok.eq(0)
+
         with m.Switch(self.sel_in):
             with m.Case(CROutSel.NONE):
                 pass  # No bitfield activated
@@ -621,17 +786,24 @@ record_names = {'insn_type': 'internal_op',
 class PowerDecodeSubset(Elaboratable):
     """PowerDecodeSubset: dynamic subset decoder
 
+    only fields actually requested are copied over. hence, "subset" (duh).
     """
+    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.sv_rm = SVP64Rec(name="dec_svp64") # SVP64 RM field
         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)
@@ -643,7 +815,7 @@ class PowerDecodeSubset(Elaboratable):
         self.state = state
 
     def get_col_subset(self, do):
-        subset = {'cr_in', 'cr_out', 'rc_sel'} # needed, non-optional
+        subset = { 'cr_in', 'cr_out', 'rc_sel'} # needed, non-optional
         for k, v in record_names.items():
             if hasattr(do, k):
                 subset.add(v)
@@ -654,18 +826,18 @@ class PowerDecodeSubset(Elaboratable):
         return row['unit'] == self.fn_name
 
     def ports(self):
-        return self.dec.ports() + self.e.ports()
+        return self.dec.ports() + self.e.ports() + self.sv_rm.ports()
 
     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:
@@ -679,20 +851,17 @@ 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
@@ -718,10 +887,24 @@ class PowerDecodeSubset(Elaboratable):
         comb += self.do_copy("msr", msr)
         comb += self.do_copy("cia", cia)
 
-        # set up instruction, pick fn unit
+        # set up instruction type
         # 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: requires minor redirect
+        # for SPR set/get
+        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 SPRs 18 and 19 to MMU, when
+        # operation is MTSPR or MFSPR.  TODO: add other MMU SPRs
+        with m.If(((self.dec.op.internal_op == MicrOp.OP_MTSPR) |
+                   (self.dec.op.internal_op == MicrOp.OP_MFSPR)) &
+                  ((spr == SPR.DSISR) | (spr == SPR.DAR))):
+            comb += self.do_copy("fn_unit", Function.MMU)
+        with m.Else():
+            comb += self.do_copy("fn_unit",fn)
 
         # immediates
         if self.needs_field("zero_a", "in1_sel"):
@@ -783,15 +966,48 @@ 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")
+
+        self.cr_out_isvec = Signal(1, name="cr_out_isvec")
+        self.cr_in_isvec = Signal(1, name="cr_in_isvec")
+        self.cr_in_b_isvec = Signal(1, name="cr_in_b_isvec")
+        self.cr_in_o_isvec = Signal(1, name="cr_in_o_isvec")
+        self.in1_isvec = Signal(1, name="reg_a_isvec")
+        self.in2_isvec = Signal(1, name="reg_b_isvec")
+        self.in3_isvec = Signal(1, name="reg_c_isvec")
+        self.o_isvec = Signal(1, name="reg_o_isvec")
+        self.o2_isvec = Signal(1, name="reg_o2_isvec")
+
     def get_col_subset(self, opkls):
         subset = super().get_col_subset(opkls)
-        subset.add("in1_sel")
         subset.add("asmcode")
+        subset.add("in1_sel")
         subset.add("in2_sel")
         subset.add("in3_sel")
         subset.add("out_sel")
+        subset.add("sv_in1")
+        subset.add("sv_in2")
+        subset.add("sv_in3")
+        subset.add("sv_out")
+        subset.add("sv_cr_in")
+        subset.add("sv_cr_out")
+        subset.add("SV_Etype")
+        subset.add("SV_Ptype")
         subset.add("lk")
         subset.add("internal_op")
         subset.add("form")
@@ -816,11 +1032,57 @@ class PowerDecode2(PowerDecodeSubset):
         m.submodules.dec_o = dec_o = DecodeOut(self.dec)
         m.submodules.dec_o2 = dec_o2 = DecodeOut2(self.dec)
 
+        # and SVP64 Extra decoders
+        m.submodules.crout_svdec = crout_svdec = SVP64CRExtra()
+        m.submodules.crin_svdec = crin_svdec = SVP64CRExtra()
+        m.submodules.crin_svdec_b = crin_svdec_b = SVP64CRExtra()
+        m.submodules.crin_svdec_o = crin_svdec_o = SVP64CRExtra()
+        m.submodules.in1_svdec = in1_svdec = SVP64RegExtra()
+        m.submodules.in2_svdec = in2_svdec = SVP64RegExtra()
+        m.submodules.in3_svdec = in3_svdec = SVP64RegExtra()
+        m.submodules.o_svdec = o_svdec = SVP64RegExtra()
+        m.submodules.o2_svdec = o2_svdec = SVP64RegExtra()
+
+        # get the 5-bit reg data before svp64-munging it into 7-bit plus isvec
+        reg = Signal(5, reset_less=True)
+
         # copy instruction through...
         for i in [do.insn, dec_a.insn_in, dec_b.insn_in,
                   dec_c.insn_in, dec_o.insn_in, dec_o2.insn_in]:
             comb += i.eq(self.dec.opcode_in)
 
+        # now do the SVP64 munging.  op.SV_Etype and op.sv_in1 comes from
+        # PowerDecoder which in turn comes from LDST-RM*.csv and RM-*.csv
+        # which in turn were auto-generated by sv_analysis.py
+        extra = self.sv_rm.extra            # SVP64 extra bits 10:18
+
+        #######
+        # CR out
+        comb += crout_svdec.idx.eq(op.sv_cr_out)  # SVP64 CR out
+        comb += self.cr_out_isvec.eq(crout_svdec.isvec)
+
+        #######
+        # CR in - index selection slightly different due to shared CR field sigh
+        cr_a_idx = Signal(SVEXTRA)
+        cr_b_idx = Signal(SVEXTRA)
+
+        # these change slightly, when decoding BA/BB.  really should have
+        # their own separate CSV column: sv_cr_in1 and sv_cr_in2, but hey
+        comb += cr_a_idx.eq(op.sv_cr_in)
+        comb += cr_b_idx.eq(SVEXTRA.NONE)
+        with m.If(op.sv_cr_in == SVEXTRA.Idx_1_2.value):
+            comb += cr_a_idx.eq(SVEXTRA.Idx1)
+            comb += cr_b_idx.eq(SVEXTRA.Idx2)
+
+        comb += self.cr_in_isvec.eq(crin_svdec.isvec)
+        comb += self.cr_in_b_isvec.eq(crin_svdec_b.isvec)
+        comb += self.cr_in_o_isvec.eq(crin_svdec_o.isvec)
+
+        # indices are slightly different, BA/BB mess sorted above
+        comb += crin_svdec.idx.eq(cr_a_idx)       # SVP64 CR in A
+        comb += crin_svdec_b.idx.eq(cr_b_idx)     # SVP64 CR in B
+        comb += crin_svdec_o.idx.eq(op.sv_cr_out) # SVP64 CR out
+
         # ...and subdecoders' input fields
         comb += dec_a.sel_in.eq(op.in1_sel)
         comb += dec_b.sel_in.eq(op.in2_sel)
@@ -831,11 +1093,32 @@ class PowerDecode2(PowerDecodeSubset):
             comb += dec_o2.lk.eq(do.lk)
 
         # registers a, b, c and out and out2 (LD/ST EA)
-        comb += e.read_reg1.eq(dec_a.reg_out)
-        comb += e.read_reg2.eq(dec_b.reg_out)
-        comb += e.read_reg3.eq(dec_c.reg_out)
-        comb += e.write_reg.eq(dec_o.reg_out)
-        comb += e.write_ea.eq(dec_o2.reg_out)
+        for to_reg, fromreg, svdec in (
+            (e.read_reg1, dec_a.reg_out, in1_svdec),
+            (e.read_reg2, dec_b.reg_out, in2_svdec),
+            (e.read_reg3, dec_c.reg_out, in3_svdec),
+            (e.write_reg, dec_o.reg_out, o_svdec),
+            (e.write_ea, dec_o2.reg_out, o2_svdec)):
+            comb += svdec.extra.eq(extra)        # EXTRA field of SVP64 RM
+            comb += svdec.etype.eq(op.SV_Etype)  # EXTRA2/3 for this insn
+            comb += svdec.reg_in.eq(fromreg.data) # 3-bit (CR0/BC/BFA)
+            comb += to_reg.data.eq(svdec.reg_out) # 7-bit output
+            comb += to_reg.ok.eq(fromreg.ok)
+
+        comb += in1_svdec.idx.eq(op.sv_in1)  # SVP64 reg #1 (matches in1_sel)
+        comb += in2_svdec.idx.eq(op.sv_in2)  # SVP64 reg #2 (matches in2_sel)
+        comb += in3_svdec.idx.eq(op.sv_in3)  # SVP64 reg #3 (matches in3_sel)
+        comb += o_svdec.idx.eq(op.sv_out)    # SVP64 output (matches out_sel)
+        # XXX TODO - work out where this should come from.  the problem is
+        # that LD-with-update is implied (computed from "is instruction in
+        # "update mode" rather than specified cleanly as its own CSV column
+        #comb += o2_svdec.idx.eq(op.sv_out)    # SVP64 output (implicit)
+
+        comb += self.in1_isvec.eq(in1_svdec.isvec)
+        comb += self.in2_isvec.eq(in2_svdec.isvec)
+        comb += self.in3_isvec.eq(in3_svdec.isvec)
+        comb += self.o_isvec.eq(o_svdec.isvec)
+        comb += self.o2_isvec.eq(o2_svdec.isvec)
 
         # SPRs out
         comb += e.read_spr1.eq(dec_a.spr_out)
@@ -848,10 +1131,16 @@ class PowerDecode2(PowerDecodeSubset):
         comb += e.write_fast2.eq(dec_o2.fast_out)
 
         # condition registers (CR)
-        comb += e.read_cr1.eq(self.dec_cr_in.cr_bitfield)
-        comb += e.read_cr2.eq(self.dec_cr_in.cr_bitfield_b)
-        comb += e.read_cr3.eq(self.dec_cr_in.cr_bitfield_o)
-        comb += e.write_cr.eq(self.dec_cr_out.cr_bitfield)
+        for to_reg, fromreg, svdec in (
+            (e.read_cr1, self.dec_cr_in.cr_bitfield, crin_svdec),
+            (e.read_cr2, self.dec_cr_in.cr_bitfield_b, crin_svdec_b),
+            (e.read_cr3, self.dec_cr_in.cr_bitfield_o, crin_svdec_o),
+            (e.write_cr, self.dec_cr_out.cr_bitfield, crout_svdec)):
+            comb += svdec.extra.eq(extra)        # EXTRA field of SVP64 RM
+            comb += svdec.etype.eq(op.SV_Etype)  # EXTRA2/3 for this insn
+            comb += svdec.cr_in.eq(fromreg.data) # 3-bit (CR0/BC/BFA)
+            comb += to_reg.data.eq(svdec.cr_out) # 7-bit output
+            comb += to_reg.ok.eq(fromreg.ok)
 
         # sigh this is exactly the sort of thing for which the
         # decoder is designed to not need.  MTSPR, MFSPR and others need
@@ -885,14 +1174,32 @@ 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
@@ -944,7 +1251,7 @@ class PowerDecode2(PowerDecodeSubset):
 
         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
@@ -957,10 +1264,57 @@ 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"
 
 
+# SVP64 Prefix fields: see https://libre-soc.org/openpower/sv/svp64/
+# identifies if an instruction is a SVP64-encoded prefix, and extracts
+# the 24-bit SVP64 context (RM) if it is
+class SVP64PowerDecoder(Elaboratable):
+
+    def __init__(self):
+        self.opcode_in = Signal(32, reset_less=True)
+        self.raw_opcode_in = Signal.like(self.opcode_in, reset_less=True)
+        self.is_svp64_mode = Signal(1, reset_less=True)
+        self.svp64_rm = Signal(24, reset_less=True)
+        self.bigendian = Signal(reset_less=True)
+
+    def elaborate(self, platform):
+        m = Module()
+        comb = m.d.comb
+        # sigh copied this from TopPowerDecoder
+        # raw opcode in assumed to be in LE order: byte-reverse it to get BE
+        raw_le = self.raw_opcode_in
+        l = []
+        for i in range(0, 32, 8):
+            l.append(raw_le[i:i+8])
+        l.reverse()
+        raw_be = Cat(*l)
+        comb += self.opcode_in.eq(Mux(self.bigendian, raw_be, raw_le))
+
+        # start identifying if the incoming opcode is SVP64 prefix)
+        major = Signal(6, reset_less=True)
+
+        comb += major.eq(self.opcode_in[26:32])
+        comb += self.is_svp64_mode.eq((major == Const(1, 6)) & # EXT01
+                                      self.opcode_in[31-7] & # identifier
+                                      self.opcode_in[31-9])  # bits
+
+        # now grab the 24-bit ReMap context bits,
+        rmfields = [6, 8] + list(range(10,32)) # SVP64 24-bit RM
+        l = []
+        for idx in rmfields:
+            l.append(self.opcode_in[32-idx])
+        comb += self.svp64_rm.eq(Cat(*l))
+
+        return m
+
+    def ports(self):
+        return [self.opcode_in, self.raw_opcode_in, self.is_svp64_mode,
+                self.svp64_rm, self.bigendian]
+
 def get_rdflags(e, cu):
     rdl = []
     for idx in range(cu.n_src):
@@ -972,6 +1326,10 @@ def get_rdflags(e, cu):
 
 
 if __name__ == '__main__':
+    svp64 = SVP64PowerDecoder()
+    vl = rtlil.convert(svp64, ports=svp64.ports())
+    with open("svp64_dec.il", "w") as f:
+        f.write(vl)
     pdecode = create_pdecode()
     dec2 = PowerDecode2(pdecode)
     vl = rtlil.convert(dec2, ports=dec2.ports() + pdecode.ports())