xref: /qemu/target/arm/tcg/mve_helper.c (revision e51896b3866ffb74df5aaa3b33c35e7113e5c6b9)
1507b6a50SPeter Maydell /*
2507b6a50SPeter Maydell  * M-profile MVE Operations
3507b6a50SPeter Maydell  *
4507b6a50SPeter Maydell  * Copyright (c) 2021 Linaro, Ltd.
5507b6a50SPeter Maydell  *
6507b6a50SPeter Maydell  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7507b6a50SPeter Maydell  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8507b6a50SPeter Maydell  * License as published by the Free Software Foundation; either
9507b6a50SPeter Maydell  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10507b6a50SPeter Maydell  *
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12507b6a50SPeter Maydell  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13507b6a50SPeter Maydell  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14507b6a50SPeter Maydell  * Lesser General Public License for more details.
15507b6a50SPeter Maydell  *
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17507b6a50SPeter Maydell  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18507b6a50SPeter Maydell  */
19507b6a50SPeter Maydell 
20507b6a50SPeter Maydell #include "qemu/osdep.h"
2138548747SPeter Maydell #include "qemu/int128.h"
22507b6a50SPeter Maydell #include "cpu.h"
23507b6a50SPeter Maydell #include "internals.h"
24507b6a50SPeter Maydell #include "vec_internal.h"
25507b6a50SPeter Maydell #include "exec/helper-proto.h"
26507b6a50SPeter Maydell #include "exec/cpu_ldst.h"
27507b6a50SPeter Maydell #include "exec/exec-all.h"
2859c91773SPeter Maydell #include "tcg/tcg.h"
29507b6a50SPeter Maydell 
30507b6a50SPeter Maydell static uint16_t mve_element_mask(CPUARMState *env)
31507b6a50SPeter Maydell {
32507b6a50SPeter Maydell     /*
33507b6a50SPeter Maydell      * Return the mask of which elements in the MVE vector should be
34507b6a50SPeter Maydell      * updated. This is a combination of multiple things:
35507b6a50SPeter Maydell      *  (1) by default, we update every lane in the vector
36507b6a50SPeter Maydell      *  (2) VPT predication stores its state in the VPR register;
37507b6a50SPeter Maydell      *  (3) low-overhead-branch tail predication will mask out part
38507b6a50SPeter Maydell      *      the vector on the final iteration of the loop
39507b6a50SPeter Maydell      *  (4) if EPSR.ECI is set then we must execute only some beats
40507b6a50SPeter Maydell      *      of the insn
41507b6a50SPeter Maydell      * We combine all these into a 16-bit result with the same semantics
42507b6a50SPeter Maydell      * as VPR.P0: 0 to mask the lane, 1 if it is active.
43507b6a50SPeter Maydell      * 8-bit vector ops will look at all bits of the result;
44507b6a50SPeter Maydell      * 16-bit ops will look at bits 0, 2, 4, ...;
45507b6a50SPeter Maydell      * 32-bit ops will look at bits 0, 4, 8 and 12.
46507b6a50SPeter Maydell      * Compare pseudocode GetCurInstrBeat(), though that only returns
47507b6a50SPeter Maydell      * the 4-bit slice of the mask corresponding to a single beat.
48507b6a50SPeter Maydell      */
49507b6a50SPeter Maydell     uint16_t mask = FIELD_EX32(env->v7m.vpr, V7M_VPR, P0);
50507b6a50SPeter Maydell 
51507b6a50SPeter Maydell     if (!(env->v7m.vpr & R_V7M_VPR_MASK01_MASK)) {
52507b6a50SPeter Maydell         mask |= 0xff;
53507b6a50SPeter Maydell     }
54507b6a50SPeter Maydell     if (!(env->v7m.vpr & R_V7M_VPR_MASK23_MASK)) {
55507b6a50SPeter Maydell         mask |= 0xff00;
56507b6a50SPeter Maydell     }
57507b6a50SPeter Maydell 
58507b6a50SPeter Maydell     if (env->v7m.ltpsize < 4 &&
59507b6a50SPeter Maydell         env->regs[14] <= (1 << (4 - env->v7m.ltpsize))) {
60507b6a50SPeter Maydell         /*
61507b6a50SPeter Maydell          * Tail predication active, and this is the last loop iteration.
62507b6a50SPeter Maydell          * The element size is (1 << ltpsize), and we only want to process
63507b6a50SPeter Maydell          * loopcount elements, so we want to retain the least significant
64507b6a50SPeter Maydell          * (loopcount * esize) predicate bits and zero out bits above that.
65507b6a50SPeter Maydell          */
66507b6a50SPeter Maydell         int masklen = env->regs[14] << env->v7m.ltpsize;
67507b6a50SPeter Maydell         assert(masklen <= 16);
68507b6a50SPeter Maydell         mask &= MAKE_64BIT_MASK(0, masklen);
69507b6a50SPeter Maydell     }
70507b6a50SPeter Maydell 
71507b6a50SPeter Maydell     if ((env->condexec_bits & 0xf) == 0) {
72507b6a50SPeter Maydell         /*
73507b6a50SPeter Maydell          * ECI bits indicate which beats are already executed;
74507b6a50SPeter Maydell          * we handle this by effectively predicating them out.
75507b6a50SPeter Maydell          */
76507b6a50SPeter Maydell         int eci = env->condexec_bits >> 4;
77507b6a50SPeter Maydell         switch (eci) {
78507b6a50SPeter Maydell         case ECI_NONE:
79507b6a50SPeter Maydell             break;
80507b6a50SPeter Maydell         case ECI_A0:
81507b6a50SPeter Maydell             mask &= 0xfff0;
82507b6a50SPeter Maydell             break;
83507b6a50SPeter Maydell         case ECI_A0A1:
84507b6a50SPeter Maydell             mask &= 0xff00;
85507b6a50SPeter Maydell             break;
86507b6a50SPeter Maydell         case ECI_A0A1A2:
87507b6a50SPeter Maydell         case ECI_A0A1A2B0:
88507b6a50SPeter Maydell             mask &= 0xf000;
89507b6a50SPeter Maydell             break;
90507b6a50SPeter Maydell         default:
91507b6a50SPeter Maydell             g_assert_not_reached();
92507b6a50SPeter Maydell         }
93507b6a50SPeter Maydell     }
94507b6a50SPeter Maydell 
95507b6a50SPeter Maydell     return mask;
96507b6a50SPeter Maydell }
97507b6a50SPeter Maydell 
98507b6a50SPeter Maydell static void mve_advance_vpt(CPUARMState *env)
99507b6a50SPeter Maydell {
100507b6a50SPeter Maydell     /* Advance the VPT and ECI state if necessary */
101507b6a50SPeter Maydell     uint32_t vpr = env->v7m.vpr;
102507b6a50SPeter Maydell     unsigned mask01, mask23;
103507b6a50SPeter Maydell 
104507b6a50SPeter Maydell     if ((env->condexec_bits & 0xf) == 0) {
105507b6a50SPeter Maydell         env->condexec_bits = (env->condexec_bits == (ECI_A0A1A2B0 << 4)) ?
106507b6a50SPeter Maydell             (ECI_A0 << 4) : (ECI_NONE << 4);
107507b6a50SPeter Maydell     }
108507b6a50SPeter Maydell 
109507b6a50SPeter Maydell     if (!(vpr & (R_V7M_VPR_MASK01_MASK | R_V7M_VPR_MASK23_MASK))) {
110507b6a50SPeter Maydell         /* VPT not enabled, nothing to do */
111507b6a50SPeter Maydell         return;
112507b6a50SPeter Maydell     }
113507b6a50SPeter Maydell 
114507b6a50SPeter Maydell     mask01 = FIELD_EX32(vpr, V7M_VPR, MASK01);
115507b6a50SPeter Maydell     mask23 = FIELD_EX32(vpr, V7M_VPR, MASK23);
116507b6a50SPeter Maydell     if (mask01 > 8) {
117507b6a50SPeter Maydell         /* high bit set, but not 0b1000: invert the relevant half of P0 */
118507b6a50SPeter Maydell         vpr ^= 0xff;
119507b6a50SPeter Maydell     }
120507b6a50SPeter Maydell     if (mask23 > 8) {
121507b6a50SPeter Maydell         /* high bit set, but not 0b1000: invert the relevant half of P0 */
122507b6a50SPeter Maydell         vpr ^= 0xff00;
123507b6a50SPeter Maydell     }
124507b6a50SPeter Maydell     vpr = FIELD_DP32(vpr, V7M_VPR, MASK01, mask01 << 1);
125507b6a50SPeter Maydell     vpr = FIELD_DP32(vpr, V7M_VPR, MASK23, mask23 << 1);
126507b6a50SPeter Maydell     env->v7m.vpr = vpr;
127507b6a50SPeter Maydell }
128507b6a50SPeter Maydell 
129507b6a50SPeter Maydell 
130507b6a50SPeter Maydell #define DO_VLDR(OP, MSIZE, LDTYPE, ESIZE, TYPE)                         \
131507b6a50SPeter Maydell     void HELPER(mve_##OP)(CPUARMState *env, void *vd, uint32_t addr)    \
132507b6a50SPeter Maydell     {                                                                   \
133507b6a50SPeter Maydell         TYPE *d = vd;                                                   \
134507b6a50SPeter Maydell         uint16_t mask = mve_element_mask(env);                          \
135507b6a50SPeter Maydell         unsigned b, e;                                                  \
136507b6a50SPeter Maydell         /*                                                              \
137507b6a50SPeter Maydell          * R_SXTM allows the dest reg to become UNKNOWN for abandoned   \
138507b6a50SPeter Maydell          * beats so we don't care if we update part of the dest and     \
139507b6a50SPeter Maydell          * then take an exception.                                      \
140507b6a50SPeter Maydell          */                                                             \
141507b6a50SPeter Maydell         for (b = 0, e = 0; b < 16; b += ESIZE, e++) {                   \
142507b6a50SPeter Maydell             if (mask & (1 << b)) {                                      \
143507b6a50SPeter Maydell                 d[H##ESIZE(e)] = cpu_##LDTYPE##_data_ra(env, addr, GETPC()); \
144507b6a50SPeter Maydell             }                                                           \
145507b6a50SPeter Maydell             addr += MSIZE;                                              \
146507b6a50SPeter Maydell         }                                                               \
147507b6a50SPeter Maydell         mve_advance_vpt(env);                                           \
148507b6a50SPeter Maydell     }
149507b6a50SPeter Maydell 
150507b6a50SPeter Maydell #define DO_VSTR(OP, MSIZE, STTYPE, ESIZE, TYPE)                         \
151507b6a50SPeter Maydell     void HELPER(mve_##OP)(CPUARMState *env, void *vd, uint32_t addr)    \
152507b6a50SPeter Maydell     {                                                                   \
153507b6a50SPeter Maydell         TYPE *d = vd;                                                   \
154507b6a50SPeter Maydell         uint16_t mask = mve_element_mask(env);                          \
155507b6a50SPeter Maydell         unsigned b, e;                                                  \
156507b6a50SPeter Maydell         for (b = 0, e = 0; b < 16; b += ESIZE, e++) {                   \
157507b6a50SPeter Maydell             if (mask & (1 << b)) {                                      \
158507b6a50SPeter Maydell                 cpu_##STTYPE##_data_ra(env, addr, d[H##ESIZE(e)], GETPC()); \
159507b6a50SPeter Maydell             }                                                           \
160507b6a50SPeter Maydell             addr += MSIZE;                                              \
161507b6a50SPeter Maydell         }                                                               \
162507b6a50SPeter Maydell         mve_advance_vpt(env);                                           \
163507b6a50SPeter Maydell     }
164507b6a50SPeter Maydell 
165507b6a50SPeter Maydell DO_VLDR(vldrb, 1, ldub, 1, uint8_t)
166507b6a50SPeter Maydell DO_VLDR(vldrh, 2, lduw, 2, uint16_t)
167507b6a50SPeter Maydell DO_VLDR(vldrw, 4, ldl, 4, uint32_t)
168507b6a50SPeter Maydell 
169507b6a50SPeter Maydell DO_VSTR(vstrb, 1, stb, 1, uint8_t)
170507b6a50SPeter Maydell DO_VSTR(vstrh, 2, stw, 2, uint16_t)
171507b6a50SPeter Maydell DO_VSTR(vstrw, 4, stl, 4, uint32_t)
172507b6a50SPeter Maydell 
1732fc6b751SPeter Maydell DO_VLDR(vldrb_sh, 1, ldsb, 2, int16_t)
1742fc6b751SPeter Maydell DO_VLDR(vldrb_sw, 1, ldsb, 4, int32_t)
1752fc6b751SPeter Maydell DO_VLDR(vldrb_uh, 1, ldub, 2, uint16_t)
1762fc6b751SPeter Maydell DO_VLDR(vldrb_uw, 1, ldub, 4, uint32_t)
1772fc6b751SPeter Maydell DO_VLDR(vldrh_sw, 2, ldsw, 4, int32_t)
1782fc6b751SPeter Maydell DO_VLDR(vldrh_uw, 2, lduw, 4, uint32_t)
1792fc6b751SPeter Maydell 
1802fc6b751SPeter Maydell DO_VSTR(vstrb_h, 1, stb, 2, int16_t)
1812fc6b751SPeter Maydell DO_VSTR(vstrb_w, 1, stb, 4, int32_t)
1822fc6b751SPeter Maydell DO_VSTR(vstrh_w, 2, stw, 4, int32_t)
1832fc6b751SPeter Maydell 
184507b6a50SPeter Maydell #undef DO_VLDR
185507b6a50SPeter Maydell #undef DO_VSTR
1860f0f2bd5SPeter Maydell 
1870f0f2bd5SPeter Maydell /*
1880f0f2bd5SPeter Maydell  * The mergemask(D, R, M) macro performs the operation "*D = R" but
1890f0f2bd5SPeter Maydell  * storing only the bytes which correspond to 1 bits in M,
1900f0f2bd5SPeter Maydell  * leaving other bytes in *D unchanged. We use _Generic
1910f0f2bd5SPeter Maydell  * to select the correct implementation based on the type of D.
1920f0f2bd5SPeter Maydell  */
1930f0f2bd5SPeter Maydell 
1940f0f2bd5SPeter Maydell static void mergemask_ub(uint8_t *d, uint8_t r, uint16_t mask)
1950f0f2bd5SPeter Maydell {
1960f0f2bd5SPeter Maydell     if (mask & 1) {
1970f0f2bd5SPeter Maydell         *d = r;
1980f0f2bd5SPeter Maydell     }
1990f0f2bd5SPeter Maydell }
2000f0f2bd5SPeter Maydell 
2010f0f2bd5SPeter Maydell static void mergemask_sb(int8_t *d, int8_t r, uint16_t mask)
2020f0f2bd5SPeter Maydell {
2030f0f2bd5SPeter Maydell     mergemask_ub((uint8_t *)d, r, mask);
2040f0f2bd5SPeter Maydell }
2050f0f2bd5SPeter Maydell 
2060f0f2bd5SPeter Maydell static void mergemask_uh(uint16_t *d, uint16_t r, uint16_t mask)
2070f0f2bd5SPeter Maydell {
2080f0f2bd5SPeter Maydell     uint16_t bmask = expand_pred_b_data[mask & 3];
2090f0f2bd5SPeter Maydell     *d = (*d & ~bmask) | (r & bmask);
2100f0f2bd5SPeter Maydell }
2110f0f2bd5SPeter Maydell 
2120f0f2bd5SPeter Maydell static void mergemask_sh(int16_t *d, int16_t r, uint16_t mask)
2130f0f2bd5SPeter Maydell {
2140f0f2bd5SPeter Maydell     mergemask_uh((uint16_t *)d, r, mask);
2150f0f2bd5SPeter Maydell }
2160f0f2bd5SPeter Maydell 
2170f0f2bd5SPeter Maydell static void mergemask_uw(uint32_t *d, uint32_t r, uint16_t mask)
2180f0f2bd5SPeter Maydell {
2190f0f2bd5SPeter Maydell     uint32_t bmask = expand_pred_b_data[mask & 0xf];
2200f0f2bd5SPeter Maydell     *d = (*d & ~bmask) | (r & bmask);
2210f0f2bd5SPeter Maydell }
2220f0f2bd5SPeter Maydell 
2230f0f2bd5SPeter Maydell static void mergemask_sw(int32_t *d, int32_t r, uint16_t mask)
2240f0f2bd5SPeter Maydell {
2250f0f2bd5SPeter Maydell     mergemask_uw((uint32_t *)d, r, mask);
2260f0f2bd5SPeter Maydell }
2270f0f2bd5SPeter Maydell 
2280f0f2bd5SPeter Maydell static void mergemask_uq(uint64_t *d, uint64_t r, uint16_t mask)
2290f0f2bd5SPeter Maydell {
2300f0f2bd5SPeter Maydell     uint64_t bmask = expand_pred_b_data[mask & 0xff];
2310f0f2bd5SPeter Maydell     *d = (*d & ~bmask) | (r & bmask);
2320f0f2bd5SPeter Maydell }
2330f0f2bd5SPeter Maydell 
2340f0f2bd5SPeter Maydell static void mergemask_sq(int64_t *d, int64_t r, uint16_t mask)
2350f0f2bd5SPeter Maydell {
2360f0f2bd5SPeter Maydell     mergemask_uq((uint64_t *)d, r, mask);
2370f0f2bd5SPeter Maydell }
2380f0f2bd5SPeter Maydell 
2390f0f2bd5SPeter Maydell #define mergemask(D, R, M)                      \
2400f0f2bd5SPeter Maydell     _Generic(D,                                 \
2410f0f2bd5SPeter Maydell              uint8_t *: mergemask_ub,           \
2420f0f2bd5SPeter Maydell              int8_t *:  mergemask_sb,           \
2430f0f2bd5SPeter Maydell              uint16_t *: mergemask_uh,          \
2440f0f2bd5SPeter Maydell              int16_t *:  mergemask_sh,          \
2450f0f2bd5SPeter Maydell              uint32_t *: mergemask_uw,          \
2460f0f2bd5SPeter Maydell              int32_t *:  mergemask_sw,          \
2470f0f2bd5SPeter Maydell              uint64_t *: mergemask_uq,          \
2480f0f2bd5SPeter Maydell              int64_t *:  mergemask_sq)(D, R, M)
2490f0f2bd5SPeter Maydell 
250ab59362fSPeter Maydell void HELPER(mve_vdup)(CPUARMState *env, void *vd, uint32_t val)
251ab59362fSPeter Maydell {
252ab59362fSPeter Maydell     /*
253ab59362fSPeter Maydell      * The generated code already replicated an 8 or 16 bit constant
254ab59362fSPeter Maydell      * into the 32-bit value, so we only need to write the 32-bit
255ab59362fSPeter Maydell      * value to all elements of the Qreg, allowing for predication.
256ab59362fSPeter Maydell      */
257ab59362fSPeter Maydell     uint32_t *d = vd;
258ab59362fSPeter Maydell     uint16_t mask = mve_element_mask(env);
259ab59362fSPeter Maydell     unsigned e;
260ab59362fSPeter Maydell     for (e = 0; e < 16 / 4; e++, mask >>= 4) {
261ab59362fSPeter Maydell         mergemask(&d[H4(e)], val, mask);
262ab59362fSPeter Maydell     }
263ab59362fSPeter Maydell     mve_advance_vpt(env);
264ab59362fSPeter Maydell }
265ab59362fSPeter Maydell 
2660f0f2bd5SPeter Maydell #define DO_1OP(OP, ESIZE, TYPE, FN)                                     \
2670f0f2bd5SPeter Maydell     void HELPER(mve_##OP)(CPUARMState *env, void *vd, void *vm)         \
2680f0f2bd5SPeter Maydell     {                                                                   \
2690f0f2bd5SPeter Maydell         TYPE *d = vd, *m = vm;                                          \
2700f0f2bd5SPeter Maydell         uint16_t mask = mve_element_mask(env);                          \
2710f0f2bd5SPeter Maydell         unsigned e;                                                     \
2720f0f2bd5SPeter Maydell         for (e = 0; e < 16 / ESIZE; e++, mask >>= ESIZE) {              \
2730f0f2bd5SPeter Maydell             mergemask(&d[H##ESIZE(e)], FN(m[H##ESIZE(e)]), mask);       \
2740f0f2bd5SPeter Maydell         }                                                               \
2750f0f2bd5SPeter Maydell         mve_advance_vpt(env);                                           \
2760f0f2bd5SPeter Maydell     }
2770f0f2bd5SPeter Maydell 
2786437f1f7SPeter Maydell #define DO_CLS_B(N)   (clrsb32(N) - 24)
2796437f1f7SPeter Maydell #define DO_CLS_H(N)   (clrsb32(N) - 16)
2806437f1f7SPeter Maydell 
2816437f1f7SPeter Maydell DO_1OP(vclsb, 1, int8_t, DO_CLS_B)
2826437f1f7SPeter Maydell DO_1OP(vclsh, 2, int16_t, DO_CLS_H)
2836437f1f7SPeter Maydell DO_1OP(vclsw, 4, int32_t, clrsb32)
2846437f1f7SPeter Maydell 
2850f0f2bd5SPeter Maydell #define DO_CLZ_B(N)   (clz32(N) - 24)
2860f0f2bd5SPeter Maydell #define DO_CLZ_H(N)   (clz32(N) - 16)
2870f0f2bd5SPeter Maydell 
2880f0f2bd5SPeter Maydell DO_1OP(vclzb, 1, uint8_t, DO_CLZ_B)
2890f0f2bd5SPeter Maydell DO_1OP(vclzh, 2, uint16_t, DO_CLZ_H)
2900f0f2bd5SPeter Maydell DO_1OP(vclzw, 4, uint32_t, clz32)
291249b5309SPeter Maydell 
292249b5309SPeter Maydell DO_1OP(vrev16b, 2, uint16_t, bswap16)
293249b5309SPeter Maydell DO_1OP(vrev32b, 4, uint32_t, bswap32)
294249b5309SPeter Maydell DO_1OP(vrev32h, 4, uint32_t, hswap32)
295249b5309SPeter Maydell DO_1OP(vrev64b, 8, uint64_t, bswap64)
296249b5309SPeter Maydell DO_1OP(vrev64h, 8, uint64_t, hswap64)
297249b5309SPeter Maydell DO_1OP(vrev64w, 8, uint64_t, wswap64)
2988abd3c80SPeter Maydell 
2998abd3c80SPeter Maydell #define DO_NOT(N) (~(N))
3008abd3c80SPeter Maydell 
3018abd3c80SPeter Maydell DO_1OP(vmvn, 8, uint64_t, DO_NOT)
30259c91773SPeter Maydell 
30359c91773SPeter Maydell #define DO_ABS(N) ((N) < 0 ? -(N) : (N))
30459c91773SPeter Maydell #define DO_FABSH(N)  ((N) & dup_const(MO_16, 0x7fff))
30559c91773SPeter Maydell #define DO_FABSS(N)  ((N) & dup_const(MO_32, 0x7fffffff))
30659c91773SPeter Maydell 
30759c91773SPeter Maydell DO_1OP(vabsb, 1, int8_t, DO_ABS)
30859c91773SPeter Maydell DO_1OP(vabsh, 2, int16_t, DO_ABS)
30959c91773SPeter Maydell DO_1OP(vabsw, 4, int32_t, DO_ABS)
31059c91773SPeter Maydell 
31159c91773SPeter Maydell /* We can do these 64 bits at a time */
31259c91773SPeter Maydell DO_1OP(vfabsh, 8, uint64_t, DO_FABSH)
31359c91773SPeter Maydell DO_1OP(vfabss, 8, uint64_t, DO_FABSS)
314399a8c76SPeter Maydell 
315399a8c76SPeter Maydell #define DO_NEG(N)    (-(N))
316399a8c76SPeter Maydell #define DO_FNEGH(N) ((N) ^ dup_const(MO_16, 0x8000))
317399a8c76SPeter Maydell #define DO_FNEGS(N) ((N) ^ dup_const(MO_32, 0x80000000))
318399a8c76SPeter Maydell 
319399a8c76SPeter Maydell DO_1OP(vnegb, 1, int8_t, DO_NEG)
320399a8c76SPeter Maydell DO_1OP(vnegh, 2, int16_t, DO_NEG)
321399a8c76SPeter Maydell DO_1OP(vnegw, 4, int32_t, DO_NEG)
322399a8c76SPeter Maydell 
323399a8c76SPeter Maydell /* We can do these 64 bits at a time */
324399a8c76SPeter Maydell DO_1OP(vfnegh, 8, uint64_t, DO_FNEGH)
325399a8c76SPeter Maydell DO_1OP(vfnegs, 8, uint64_t, DO_FNEGS)
32668245e44SPeter Maydell 
32768245e44SPeter Maydell #define DO_2OP(OP, ESIZE, TYPE, FN)                                     \
32868245e44SPeter Maydell     void HELPER(glue(mve_, OP))(CPUARMState *env,                       \
32968245e44SPeter Maydell                                 void *vd, void *vn, void *vm)           \
33068245e44SPeter Maydell     {                                                                   \
33168245e44SPeter Maydell         TYPE *d = vd, *n = vn, *m = vm;                                 \
33268245e44SPeter Maydell         uint16_t mask = mve_element_mask(env);                          \
33368245e44SPeter Maydell         unsigned e;                                                     \
33468245e44SPeter Maydell         for (e = 0; e < 16 / ESIZE; e++, mask >>= ESIZE) {              \
33568245e44SPeter Maydell             mergemask(&d[H##ESIZE(e)],                                  \
33668245e44SPeter Maydell                       FN(n[H##ESIZE(e)], m[H##ESIZE(e)]), mask);        \
33768245e44SPeter Maydell         }                                                               \
33868245e44SPeter Maydell         mve_advance_vpt(env);                                           \
33968245e44SPeter Maydell     }
34068245e44SPeter Maydell 
3419333fe4dSPeter Maydell /* provide unsigned 2-op helpers for all sizes */
3429333fe4dSPeter Maydell #define DO_2OP_U(OP, FN)                        \
3439333fe4dSPeter Maydell     DO_2OP(OP##b, 1, uint8_t, FN)               \
3449333fe4dSPeter Maydell     DO_2OP(OP##h, 2, uint16_t, FN)              \
3459333fe4dSPeter Maydell     DO_2OP(OP##w, 4, uint32_t, FN)
3469333fe4dSPeter Maydell 
347cd367ff3SPeter Maydell /* provide signed 2-op helpers for all sizes */
348cd367ff3SPeter Maydell #define DO_2OP_S(OP, FN)                        \
349cd367ff3SPeter Maydell     DO_2OP(OP##b, 1, int8_t, FN)                \
350cd367ff3SPeter Maydell     DO_2OP(OP##h, 2, int16_t, FN)               \
351cd367ff3SPeter Maydell     DO_2OP(OP##w, 4, int32_t, FN)
352cd367ff3SPeter Maydell 
353ac6ad1dcSPeter Maydell /*
354ac6ad1dcSPeter Maydell  * "Long" operations where two half-sized inputs (taken from either the
355ac6ad1dcSPeter Maydell  * top or the bottom of the input vector) produce a double-width result.
356ac6ad1dcSPeter Maydell  * Here ESIZE, TYPE are for the input, and LESIZE, LTYPE for the output.
357ac6ad1dcSPeter Maydell  */
358ac6ad1dcSPeter Maydell #define DO_2OP_L(OP, TOP, ESIZE, TYPE, LESIZE, LTYPE, FN)               \
359ac6ad1dcSPeter Maydell     void HELPER(glue(mve_, OP))(CPUARMState *env, void *vd, void *vn, void *vm) \
360ac6ad1dcSPeter Maydell     {                                                                   \
361ac6ad1dcSPeter Maydell         LTYPE *d = vd;                                                  \
362ac6ad1dcSPeter Maydell         TYPE *n = vn, *m = vm;                                          \
363ac6ad1dcSPeter Maydell         uint16_t mask = mve_element_mask(env);                          \
364ac6ad1dcSPeter Maydell         unsigned le;                                                    \
365ac6ad1dcSPeter Maydell         for (le = 0; le < 16 / LESIZE; le++, mask >>= LESIZE) {         \
366ac6ad1dcSPeter Maydell             LTYPE r = FN((LTYPE)n[H##ESIZE(le * 2 + TOP)],              \
367ac6ad1dcSPeter Maydell                          m[H##ESIZE(le * 2 + TOP)]);                    \
368ac6ad1dcSPeter Maydell             mergemask(&d[H##LESIZE(le)], r, mask);                      \
369ac6ad1dcSPeter Maydell         }                                                               \
370ac6ad1dcSPeter Maydell         mve_advance_vpt(env);                                           \
371ac6ad1dcSPeter Maydell     }
372ac6ad1dcSPeter Maydell 
37368245e44SPeter Maydell #define DO_AND(N, M)  ((N) & (M))
37468245e44SPeter Maydell #define DO_BIC(N, M)  ((N) & ~(M))
37568245e44SPeter Maydell #define DO_ORR(N, M)  ((N) | (M))
37668245e44SPeter Maydell #define DO_ORN(N, M)  ((N) | ~(M))
37768245e44SPeter Maydell #define DO_EOR(N, M)  ((N) ^ (M))
37868245e44SPeter Maydell 
37968245e44SPeter Maydell DO_2OP(vand, 8, uint64_t, DO_AND)
38068245e44SPeter Maydell DO_2OP(vbic, 8, uint64_t, DO_BIC)
38168245e44SPeter Maydell DO_2OP(vorr, 8, uint64_t, DO_ORR)
38268245e44SPeter Maydell DO_2OP(vorn, 8, uint64_t, DO_ORN)
38368245e44SPeter Maydell DO_2OP(veor, 8, uint64_t, DO_EOR)
3849333fe4dSPeter Maydell 
3859333fe4dSPeter Maydell #define DO_ADD(N, M) ((N) + (M))
3869333fe4dSPeter Maydell #define DO_SUB(N, M) ((N) - (M))
3879333fe4dSPeter Maydell #define DO_MUL(N, M) ((N) * (M))
3889333fe4dSPeter Maydell 
3899333fe4dSPeter Maydell DO_2OP_U(vadd, DO_ADD)
3909333fe4dSPeter Maydell DO_2OP_U(vsub, DO_SUB)
3919333fe4dSPeter Maydell DO_2OP_U(vmul, DO_MUL)
392ba62cc56SPeter Maydell 
393ac6ad1dcSPeter Maydell DO_2OP_L(vmullbsb, 0, 1, int8_t, 2, int16_t, DO_MUL)
394ac6ad1dcSPeter Maydell DO_2OP_L(vmullbsh, 0, 2, int16_t, 4, int32_t, DO_MUL)
395ac6ad1dcSPeter Maydell DO_2OP_L(vmullbsw, 0, 4, int32_t, 8, int64_t, DO_MUL)
396ac6ad1dcSPeter Maydell DO_2OP_L(vmullbub, 0, 1, uint8_t, 2, uint16_t, DO_MUL)
397ac6ad1dcSPeter Maydell DO_2OP_L(vmullbuh, 0, 2, uint16_t, 4, uint32_t, DO_MUL)
398ac6ad1dcSPeter Maydell DO_2OP_L(vmullbuw, 0, 4, uint32_t, 8, uint64_t, DO_MUL)
399ac6ad1dcSPeter Maydell 
400ac6ad1dcSPeter Maydell DO_2OP_L(vmulltsb, 1, 1, int8_t, 2, int16_t, DO_MUL)
401ac6ad1dcSPeter Maydell DO_2OP_L(vmulltsh, 1, 2, int16_t, 4, int32_t, DO_MUL)
402ac6ad1dcSPeter Maydell DO_2OP_L(vmulltsw, 1, 4, int32_t, 8, int64_t, DO_MUL)
403ac6ad1dcSPeter Maydell DO_2OP_L(vmulltub, 1, 1, uint8_t, 2, uint16_t, DO_MUL)
404ac6ad1dcSPeter Maydell DO_2OP_L(vmulltuh, 1, 2, uint16_t, 4, uint32_t, DO_MUL)
405ac6ad1dcSPeter Maydell DO_2OP_L(vmulltuw, 1, 4, uint32_t, 8, uint64_t, DO_MUL)
406ac6ad1dcSPeter Maydell 
407ba62cc56SPeter Maydell /*
408ba62cc56SPeter Maydell  * Because the computation type is at least twice as large as required,
409ba62cc56SPeter Maydell  * these work for both signed and unsigned source types.
410ba62cc56SPeter Maydell  */
411ba62cc56SPeter Maydell static inline uint8_t do_mulh_b(int32_t n, int32_t m)
412ba62cc56SPeter Maydell {
413ba62cc56SPeter Maydell     return (n * m) >> 8;
414ba62cc56SPeter Maydell }
415ba62cc56SPeter Maydell 
416ba62cc56SPeter Maydell static inline uint16_t do_mulh_h(int32_t n, int32_t m)
417ba62cc56SPeter Maydell {
418ba62cc56SPeter Maydell     return (n * m) >> 16;
419ba62cc56SPeter Maydell }
420ba62cc56SPeter Maydell 
421ba62cc56SPeter Maydell static inline uint32_t do_mulh_w(int64_t n, int64_t m)
422ba62cc56SPeter Maydell {
423ba62cc56SPeter Maydell     return (n * m) >> 32;
424ba62cc56SPeter Maydell }
425ba62cc56SPeter Maydell 
426fca87b78SPeter Maydell static inline uint8_t do_rmulh_b(int32_t n, int32_t m)
427fca87b78SPeter Maydell {
428fca87b78SPeter Maydell     return (n * m + (1U << 7)) >> 8;
429fca87b78SPeter Maydell }
430fca87b78SPeter Maydell 
431fca87b78SPeter Maydell static inline uint16_t do_rmulh_h(int32_t n, int32_t m)
432fca87b78SPeter Maydell {
433fca87b78SPeter Maydell     return (n * m + (1U << 15)) >> 16;
434fca87b78SPeter Maydell }
435fca87b78SPeter Maydell 
436fca87b78SPeter Maydell static inline uint32_t do_rmulh_w(int64_t n, int64_t m)
437fca87b78SPeter Maydell {
438fca87b78SPeter Maydell     return (n * m + (1U << 31)) >> 32;
439fca87b78SPeter Maydell }
440fca87b78SPeter Maydell 
441ba62cc56SPeter Maydell DO_2OP(vmulhsb, 1, int8_t, do_mulh_b)
442ba62cc56SPeter Maydell DO_2OP(vmulhsh, 2, int16_t, do_mulh_h)
443ba62cc56SPeter Maydell DO_2OP(vmulhsw, 4, int32_t, do_mulh_w)
444ba62cc56SPeter Maydell DO_2OP(vmulhub, 1, uint8_t, do_mulh_b)
445ba62cc56SPeter Maydell DO_2OP(vmulhuh, 2, uint16_t, do_mulh_h)
446ba62cc56SPeter Maydell DO_2OP(vmulhuw, 4, uint32_t, do_mulh_w)
447fca87b78SPeter Maydell 
448fca87b78SPeter Maydell DO_2OP(vrmulhsb, 1, int8_t, do_rmulh_b)
449fca87b78SPeter Maydell DO_2OP(vrmulhsh, 2, int16_t, do_rmulh_h)
450fca87b78SPeter Maydell DO_2OP(vrmulhsw, 4, int32_t, do_rmulh_w)
451fca87b78SPeter Maydell DO_2OP(vrmulhub, 1, uint8_t, do_rmulh_b)
452fca87b78SPeter Maydell DO_2OP(vrmulhuh, 2, uint16_t, do_rmulh_h)
453fca87b78SPeter Maydell DO_2OP(vrmulhuw, 4, uint32_t, do_rmulh_w)
454cd367ff3SPeter Maydell 
455cd367ff3SPeter Maydell #define DO_MAX(N, M)  ((N) >= (M) ? (N) : (M))
456cd367ff3SPeter Maydell #define DO_MIN(N, M)  ((N) >= (M) ? (M) : (N))
457cd367ff3SPeter Maydell 
458cd367ff3SPeter Maydell DO_2OP_S(vmaxs, DO_MAX)
459cd367ff3SPeter Maydell DO_2OP_U(vmaxu, DO_MAX)
460cd367ff3SPeter Maydell DO_2OP_S(vmins, DO_MIN)
461cd367ff3SPeter Maydell DO_2OP_U(vminu, DO_MIN)
462bc67aa8dSPeter Maydell 
463bc67aa8dSPeter Maydell #define DO_ABD(N, M)  ((N) >= (M) ? (N) - (M) : (M) - (N))
464bc67aa8dSPeter Maydell 
465bc67aa8dSPeter Maydell DO_2OP_S(vabds, DO_ABD)
466bc67aa8dSPeter Maydell DO_2OP_U(vabdu, DO_ABD)
467abc48e31SPeter Maydell 
468abc48e31SPeter Maydell static inline uint32_t do_vhadd_u(uint32_t n, uint32_t m)
469abc48e31SPeter Maydell {
470abc48e31SPeter Maydell     return ((uint64_t)n + m) >> 1;
471abc48e31SPeter Maydell }
472abc48e31SPeter Maydell 
473abc48e31SPeter Maydell static inline int32_t do_vhadd_s(int32_t n, int32_t m)
474abc48e31SPeter Maydell {
475abc48e31SPeter Maydell     return ((int64_t)n + m) >> 1;
476abc48e31SPeter Maydell }
477abc48e31SPeter Maydell 
478abc48e31SPeter Maydell static inline uint32_t do_vhsub_u(uint32_t n, uint32_t m)
479abc48e31SPeter Maydell {
480abc48e31SPeter Maydell     return ((uint64_t)n - m) >> 1;
481abc48e31SPeter Maydell }
482abc48e31SPeter Maydell 
483abc48e31SPeter Maydell static inline int32_t do_vhsub_s(int32_t n, int32_t m)
484abc48e31SPeter Maydell {
485abc48e31SPeter Maydell     return ((int64_t)n - m) >> 1;
486abc48e31SPeter Maydell }
487abc48e31SPeter Maydell 
488abc48e31SPeter Maydell DO_2OP_S(vhadds, do_vhadd_s)
489abc48e31SPeter Maydell DO_2OP_U(vhaddu, do_vhadd_u)
490abc48e31SPeter Maydell DO_2OP_S(vhsubs, do_vhsub_s)
491abc48e31SPeter Maydell DO_2OP_U(vhsubu, do_vhsub_u)
4921d2386f7SPeter Maydell 
4931d2386f7SPeter Maydell 
494*e51896b3SPeter Maydell #define DO_2OP_SCALAR(OP, ESIZE, TYPE, FN)                              \
495*e51896b3SPeter Maydell     void HELPER(glue(mve_, OP))(CPUARMState *env, void *vd, void *vn,   \
496*e51896b3SPeter Maydell                                 uint32_t rm)                            \
497*e51896b3SPeter Maydell     {                                                                   \
498*e51896b3SPeter Maydell         TYPE *d = vd, *n = vn;                                          \
499*e51896b3SPeter Maydell         TYPE m = rm;                                                    \
500*e51896b3SPeter Maydell         uint16_t mask = mve_element_mask(env);                          \
501*e51896b3SPeter Maydell         unsigned e;                                                     \
502*e51896b3SPeter Maydell         for (e = 0; e < 16 / ESIZE; e++, mask >>= ESIZE) {              \
503*e51896b3SPeter Maydell             mergemask(&d[H##ESIZE(e)], FN(n[H##ESIZE(e)], m), mask);    \
504*e51896b3SPeter Maydell         }                                                               \
505*e51896b3SPeter Maydell         mve_advance_vpt(env);                                           \
506*e51896b3SPeter Maydell     }
507*e51896b3SPeter Maydell 
508*e51896b3SPeter Maydell /* provide unsigned 2-op scalar helpers for all sizes */
509*e51896b3SPeter Maydell #define DO_2OP_SCALAR_U(OP, FN)                 \
510*e51896b3SPeter Maydell     DO_2OP_SCALAR(OP##b, 1, uint8_t, FN)        \
511*e51896b3SPeter Maydell     DO_2OP_SCALAR(OP##h, 2, uint16_t, FN)       \
512*e51896b3SPeter Maydell     DO_2OP_SCALAR(OP##w, 4, uint32_t, FN)
513*e51896b3SPeter Maydell 
514*e51896b3SPeter Maydell DO_2OP_SCALAR_U(vadd_scalar, DO_ADD)
515*e51896b3SPeter Maydell 
5161d2386f7SPeter Maydell /*
5171d2386f7SPeter Maydell  * Multiply add long dual accumulate ops.
5181d2386f7SPeter Maydell  */
5191d2386f7SPeter Maydell #define DO_LDAV(OP, ESIZE, TYPE, XCHG, EVENACC, ODDACC)                 \
5201d2386f7SPeter Maydell     uint64_t HELPER(glue(mve_, OP))(CPUARMState *env, void *vn,         \
5211d2386f7SPeter Maydell                                     void *vm, uint64_t a)               \
5221d2386f7SPeter Maydell     {                                                                   \
5231d2386f7SPeter Maydell         uint16_t mask = mve_element_mask(env);                          \
5241d2386f7SPeter Maydell         unsigned e;                                                     \
5251d2386f7SPeter Maydell         TYPE *n = vn, *m = vm;                                          \
5261d2386f7SPeter Maydell         for (e = 0; e < 16 / ESIZE; e++, mask >>= ESIZE) {              \
5271d2386f7SPeter Maydell             if (mask & 1) {                                             \
5281d2386f7SPeter Maydell                 if (e & 1) {                                            \
5291d2386f7SPeter Maydell                     a ODDACC                                            \
5301d2386f7SPeter Maydell                         (int64_t)n[H##ESIZE(e - 1 * XCHG)] * m[H##ESIZE(e)]; \
5311d2386f7SPeter Maydell                 } else {                                                \
5321d2386f7SPeter Maydell                     a EVENACC                                           \
5331d2386f7SPeter Maydell                         (int64_t)n[H##ESIZE(e + 1 * XCHG)] * m[H##ESIZE(e)]; \
5341d2386f7SPeter Maydell                 }                                                       \
5351d2386f7SPeter Maydell             }                                                           \
5361d2386f7SPeter Maydell         }                                                               \
5371d2386f7SPeter Maydell         mve_advance_vpt(env);                                           \
5381d2386f7SPeter Maydell         return a;                                                       \
5391d2386f7SPeter Maydell     }
5401d2386f7SPeter Maydell 
5411d2386f7SPeter Maydell DO_LDAV(vmlaldavsh, 2, int16_t, false, +=, +=)
5421d2386f7SPeter Maydell DO_LDAV(vmlaldavxsh, 2, int16_t, true, +=, +=)
5431d2386f7SPeter Maydell DO_LDAV(vmlaldavsw, 4, int32_t, false, +=, +=)
5441d2386f7SPeter Maydell DO_LDAV(vmlaldavxsw, 4, int32_t, true, +=, +=)
5451d2386f7SPeter Maydell 
5461d2386f7SPeter Maydell DO_LDAV(vmlaldavuh, 2, uint16_t, false, +=, +=)
5471d2386f7SPeter Maydell DO_LDAV(vmlaldavuw, 4, uint32_t, false, +=, +=)
548181cd971SPeter Maydell 
549181cd971SPeter Maydell DO_LDAV(vmlsldavsh, 2, int16_t, false, +=, -=)
550181cd971SPeter Maydell DO_LDAV(vmlsldavxsh, 2, int16_t, true, +=, -=)
551181cd971SPeter Maydell DO_LDAV(vmlsldavsw, 4, int32_t, false, +=, -=)
552181cd971SPeter Maydell DO_LDAV(vmlsldavxsw, 4, int32_t, true, +=, -=)
55338548747SPeter Maydell 
55438548747SPeter Maydell /*
55538548747SPeter Maydell  * Rounding multiply add long dual accumulate high: we must keep
55638548747SPeter Maydell  * a 72-bit internal accumulator value and return the top 64 bits.
55738548747SPeter Maydell  */
55838548747SPeter Maydell #define DO_LDAVH(OP, ESIZE, TYPE, XCHG, EVENACC, ODDACC, TO128)         \
55938548747SPeter Maydell     uint64_t HELPER(glue(mve_, OP))(CPUARMState *env, void *vn,         \
56038548747SPeter Maydell                                     void *vm, uint64_t a)               \
56138548747SPeter Maydell     {                                                                   \
56238548747SPeter Maydell         uint16_t mask = mve_element_mask(env);                          \
56338548747SPeter Maydell         unsigned e;                                                     \
56438548747SPeter Maydell         TYPE *n = vn, *m = vm;                                          \
56538548747SPeter Maydell         Int128 acc = int128_lshift(TO128(a), 8);                        \
56638548747SPeter Maydell         for (e = 0; e < 16 / ESIZE; e++, mask >>= ESIZE) {              \
56738548747SPeter Maydell             if (mask & 1) {                                             \
56838548747SPeter Maydell                 if (e & 1) {                                            \
56938548747SPeter Maydell                     acc = ODDACC(acc, TO128(n[H##ESIZE(e - 1 * XCHG)] * \
57038548747SPeter Maydell                                             m[H##ESIZE(e)]));           \
57138548747SPeter Maydell                 } else {                                                \
57238548747SPeter Maydell                     acc = EVENACC(acc, TO128(n[H##ESIZE(e + 1 * XCHG)] * \
57338548747SPeter Maydell                                              m[H##ESIZE(e)]));          \
57438548747SPeter Maydell                 }                                                       \
57538548747SPeter Maydell                 acc = int128_add(acc, int128_make64(1 << 7));           \
57638548747SPeter Maydell             }                                                           \
57738548747SPeter Maydell         }                                                               \
57838548747SPeter Maydell         mve_advance_vpt(env);                                           \
57938548747SPeter Maydell         return int128_getlo(int128_rshift(acc, 8));                     \
58038548747SPeter Maydell     }
58138548747SPeter Maydell 
58238548747SPeter Maydell DO_LDAVH(vrmlaldavhsw, 4, int32_t, false, int128_add, int128_add, int128_makes64)
58338548747SPeter Maydell DO_LDAVH(vrmlaldavhxsw, 4, int32_t, true, int128_add, int128_add, int128_makes64)
58438548747SPeter Maydell 
58538548747SPeter Maydell DO_LDAVH(vrmlaldavhuw, 4, uint32_t, false, int128_add, int128_add, int128_make64)
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58738548747SPeter Maydell DO_LDAVH(vrmlsldavhsw, 4, int32_t, false, int128_add, int128_sub, int128_makes64)
58838548747SPeter Maydell DO_LDAVH(vrmlsldavhxsw, 4, int32_t, true, int128_add, int128_sub, int128_makes64)
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