xref: /qemu/target/arm/tcg/translate-mve.c (revision fca87b78f3d178518a38063498d477f5e10c5c22)
16390eed4SPeter Maydell /*
26390eed4SPeter Maydell  *  ARM translation: M-profile MVE instructions
36390eed4SPeter Maydell  *
46390eed4SPeter Maydell  *  Copyright (c) 2021 Linaro, Ltd.
56390eed4SPeter Maydell  *
66390eed4SPeter Maydell  * This library is free software; you can redistribute it and/or
76390eed4SPeter Maydell  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
86390eed4SPeter Maydell  * License as published by the Free Software Foundation; either
96390eed4SPeter Maydell  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
106390eed4SPeter Maydell  *
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136390eed4SPeter Maydell  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
146390eed4SPeter Maydell  * Lesser General Public License for more details.
156390eed4SPeter Maydell  *
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176390eed4SPeter Maydell  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
186390eed4SPeter Maydell  */
196390eed4SPeter Maydell 
206390eed4SPeter Maydell #include "qemu/osdep.h"
216390eed4SPeter Maydell #include "tcg/tcg-op.h"
226390eed4SPeter Maydell #include "tcg/tcg-op-gvec.h"
236390eed4SPeter Maydell #include "exec/exec-all.h"
246390eed4SPeter Maydell #include "exec/gen-icount.h"
256390eed4SPeter Maydell #include "translate.h"
266390eed4SPeter Maydell #include "translate-a32.h"
276390eed4SPeter Maydell 
286390eed4SPeter Maydell /* Include the generated decoder */
296390eed4SPeter Maydell #include "decode-mve.c.inc"
30507b6a50SPeter Maydell 
31507b6a50SPeter Maydell typedef void MVEGenLdStFn(TCGv_ptr, TCGv_ptr, TCGv_i32);
320f0f2bd5SPeter Maydell typedef void MVEGenOneOpFn(TCGv_ptr, TCGv_ptr, TCGv_ptr);
3368245e44SPeter Maydell typedef void MVEGenTwoOpFn(TCGv_ptr, TCGv_ptr, TCGv_ptr, TCGv_ptr);
34507b6a50SPeter Maydell 
35507b6a50SPeter Maydell /* Return the offset of a Qn register (same semantics as aa32_vfp_qreg()) */
36507b6a50SPeter Maydell static inline long mve_qreg_offset(unsigned reg)
37507b6a50SPeter Maydell {
38507b6a50SPeter Maydell     return offsetof(CPUARMState, vfp.zregs[reg].d[0]);
39507b6a50SPeter Maydell }
40507b6a50SPeter Maydell 
41507b6a50SPeter Maydell static TCGv_ptr mve_qreg_ptr(unsigned reg)
42507b6a50SPeter Maydell {
43507b6a50SPeter Maydell     TCGv_ptr ret = tcg_temp_new_ptr();
44507b6a50SPeter Maydell     tcg_gen_addi_ptr(ret, cpu_env, mve_qreg_offset(reg));
45507b6a50SPeter Maydell     return ret;
46507b6a50SPeter Maydell }
47507b6a50SPeter Maydell 
48507b6a50SPeter Maydell static bool mve_check_qreg_bank(DisasContext *s, int qmask)
49507b6a50SPeter Maydell {
50507b6a50SPeter Maydell     /*
51507b6a50SPeter Maydell      * Check whether Qregs are in range. For v8.1M only Q0..Q7
52507b6a50SPeter Maydell      * are supported, see VFPSmallRegisterBank().
53507b6a50SPeter Maydell      */
54507b6a50SPeter Maydell     return qmask < 8;
55507b6a50SPeter Maydell }
56507b6a50SPeter Maydell 
57507b6a50SPeter Maydell static bool mve_eci_check(DisasContext *s)
58507b6a50SPeter Maydell {
59507b6a50SPeter Maydell     /*
60507b6a50SPeter Maydell      * This is a beatwise insn: check that ECI is valid (not a
61507b6a50SPeter Maydell      * reserved value) and note that we are handling it.
62507b6a50SPeter Maydell      * Return true if OK, false if we generated an exception.
63507b6a50SPeter Maydell      */
64507b6a50SPeter Maydell     s->eci_handled = true;
65507b6a50SPeter Maydell     switch (s->eci) {
66507b6a50SPeter Maydell     case ECI_NONE:
67507b6a50SPeter Maydell     case ECI_A0:
68507b6a50SPeter Maydell     case ECI_A0A1:
69507b6a50SPeter Maydell     case ECI_A0A1A2:
70507b6a50SPeter Maydell     case ECI_A0A1A2B0:
71507b6a50SPeter Maydell         return true;
72507b6a50SPeter Maydell     default:
73507b6a50SPeter Maydell         /* Reserved value: INVSTATE UsageFault */
74507b6a50SPeter Maydell         gen_exception_insn(s, s->pc_curr, EXCP_INVSTATE, syn_uncategorized(),
75507b6a50SPeter Maydell                            default_exception_el(s));
76507b6a50SPeter Maydell         return false;
77507b6a50SPeter Maydell     }
78507b6a50SPeter Maydell }
79507b6a50SPeter Maydell 
80507b6a50SPeter Maydell static void mve_update_eci(DisasContext *s)
81507b6a50SPeter Maydell {
82507b6a50SPeter Maydell     /*
83507b6a50SPeter Maydell      * The helper function will always update the CPUState field,
84507b6a50SPeter Maydell      * so we only need to update the DisasContext field.
85507b6a50SPeter Maydell      */
86507b6a50SPeter Maydell     if (s->eci) {
87507b6a50SPeter Maydell         s->eci = (s->eci == ECI_A0A1A2B0) ? ECI_A0 : ECI_NONE;
88507b6a50SPeter Maydell     }
89507b6a50SPeter Maydell }
90507b6a50SPeter Maydell 
91507b6a50SPeter Maydell static bool do_ldst(DisasContext *s, arg_VLDR_VSTR *a, MVEGenLdStFn *fn)
92507b6a50SPeter Maydell {
93507b6a50SPeter Maydell     TCGv_i32 addr;
94507b6a50SPeter Maydell     uint32_t offset;
95507b6a50SPeter Maydell     TCGv_ptr qreg;
96507b6a50SPeter Maydell 
97507b6a50SPeter Maydell     if (!dc_isar_feature(aa32_mve, s) ||
98507b6a50SPeter Maydell         !mve_check_qreg_bank(s, a->qd) ||
99507b6a50SPeter Maydell         !fn) {
100507b6a50SPeter Maydell         return false;
101507b6a50SPeter Maydell     }
102507b6a50SPeter Maydell 
103507b6a50SPeter Maydell     /* CONSTRAINED UNPREDICTABLE: we choose to UNDEF */
104507b6a50SPeter Maydell     if (a->rn == 15 || (a->rn == 13 && a->w)) {
105507b6a50SPeter Maydell         return false;
106507b6a50SPeter Maydell     }
107507b6a50SPeter Maydell 
108507b6a50SPeter Maydell     if (!mve_eci_check(s) || !vfp_access_check(s)) {
109507b6a50SPeter Maydell         return true;
110507b6a50SPeter Maydell     }
111507b6a50SPeter Maydell 
112507b6a50SPeter Maydell     offset = a->imm << a->size;
113507b6a50SPeter Maydell     if (!a->a) {
114507b6a50SPeter Maydell         offset = -offset;
115507b6a50SPeter Maydell     }
116507b6a50SPeter Maydell     addr = load_reg(s, a->rn);
117507b6a50SPeter Maydell     if (a->p) {
118507b6a50SPeter Maydell         tcg_gen_addi_i32(addr, addr, offset);
119507b6a50SPeter Maydell     }
120507b6a50SPeter Maydell 
121507b6a50SPeter Maydell     qreg = mve_qreg_ptr(a->qd);
122507b6a50SPeter Maydell     fn(cpu_env, qreg, addr);
123507b6a50SPeter Maydell     tcg_temp_free_ptr(qreg);
124507b6a50SPeter Maydell 
125507b6a50SPeter Maydell     /*
126507b6a50SPeter Maydell      * Writeback always happens after the last beat of the insn,
127507b6a50SPeter Maydell      * regardless of predication
128507b6a50SPeter Maydell      */
129507b6a50SPeter Maydell     if (a->w) {
130507b6a50SPeter Maydell         if (!a->p) {
131507b6a50SPeter Maydell             tcg_gen_addi_i32(addr, addr, offset);
132507b6a50SPeter Maydell         }
133507b6a50SPeter Maydell         store_reg(s, a->rn, addr);
134507b6a50SPeter Maydell     } else {
135507b6a50SPeter Maydell         tcg_temp_free_i32(addr);
136507b6a50SPeter Maydell     }
137507b6a50SPeter Maydell     mve_update_eci(s);
138507b6a50SPeter Maydell     return true;
139507b6a50SPeter Maydell }
140507b6a50SPeter Maydell 
141507b6a50SPeter Maydell static bool trans_VLDR_VSTR(DisasContext *s, arg_VLDR_VSTR *a)
142507b6a50SPeter Maydell {
143507b6a50SPeter Maydell     static MVEGenLdStFn * const ldstfns[4][2] = {
144507b6a50SPeter Maydell         { gen_helper_mve_vstrb, gen_helper_mve_vldrb },
145507b6a50SPeter Maydell         { gen_helper_mve_vstrh, gen_helper_mve_vldrh },
146507b6a50SPeter Maydell         { gen_helper_mve_vstrw, gen_helper_mve_vldrw },
147507b6a50SPeter Maydell         { NULL, NULL }
148507b6a50SPeter Maydell     };
149507b6a50SPeter Maydell     return do_ldst(s, a, ldstfns[a->size][a->l]);
150507b6a50SPeter Maydell }
1512fc6b751SPeter Maydell 
1522fc6b751SPeter Maydell #define DO_VLDST_WIDE_NARROW(OP, SLD, ULD, ST)                  \
1532fc6b751SPeter Maydell     static bool trans_##OP(DisasContext *s, arg_VLDR_VSTR *a)   \
1542fc6b751SPeter Maydell     {                                                           \
1552fc6b751SPeter Maydell         static MVEGenLdStFn * const ldstfns[2][2] = {           \
1562fc6b751SPeter Maydell             { gen_helper_mve_##ST, gen_helper_mve_##SLD },      \
1572fc6b751SPeter Maydell             { NULL, gen_helper_mve_##ULD },                     \
1582fc6b751SPeter Maydell         };                                                      \
1592fc6b751SPeter Maydell         return do_ldst(s, a, ldstfns[a->u][a->l]);              \
1602fc6b751SPeter Maydell     }
1612fc6b751SPeter Maydell 
1622fc6b751SPeter Maydell DO_VLDST_WIDE_NARROW(VLDSTB_H, vldrb_sh, vldrb_uh, vstrb_h)
1632fc6b751SPeter Maydell DO_VLDST_WIDE_NARROW(VLDSTB_W, vldrb_sw, vldrb_uw, vstrb_w)
1642fc6b751SPeter Maydell DO_VLDST_WIDE_NARROW(VLDSTH_W, vldrh_sw, vldrh_uw, vstrh_w)
1650f0f2bd5SPeter Maydell 
166ab59362fSPeter Maydell static bool trans_VDUP(DisasContext *s, arg_VDUP *a)
167ab59362fSPeter Maydell {
168ab59362fSPeter Maydell     TCGv_ptr qd;
169ab59362fSPeter Maydell     TCGv_i32 rt;
170ab59362fSPeter Maydell 
171ab59362fSPeter Maydell     if (!dc_isar_feature(aa32_mve, s) ||
172ab59362fSPeter Maydell         !mve_check_qreg_bank(s, a->qd)) {
173ab59362fSPeter Maydell         return false;
174ab59362fSPeter Maydell     }
175ab59362fSPeter Maydell     if (a->rt == 13 || a->rt == 15) {
176ab59362fSPeter Maydell         /* UNPREDICTABLE; we choose to UNDEF */
177ab59362fSPeter Maydell         return false;
178ab59362fSPeter Maydell     }
179ab59362fSPeter Maydell     if (!mve_eci_check(s) || !vfp_access_check(s)) {
180ab59362fSPeter Maydell         return true;
181ab59362fSPeter Maydell     }
182ab59362fSPeter Maydell 
183ab59362fSPeter Maydell     qd = mve_qreg_ptr(a->qd);
184ab59362fSPeter Maydell     rt = load_reg(s, a->rt);
185ab59362fSPeter Maydell     tcg_gen_dup_i32(a->size, rt, rt);
186ab59362fSPeter Maydell     gen_helper_mve_vdup(cpu_env, qd, rt);
187ab59362fSPeter Maydell     tcg_temp_free_ptr(qd);
188ab59362fSPeter Maydell     tcg_temp_free_i32(rt);
189ab59362fSPeter Maydell     mve_update_eci(s);
190ab59362fSPeter Maydell     return true;
191ab59362fSPeter Maydell }
192ab59362fSPeter Maydell 
1930f0f2bd5SPeter Maydell static bool do_1op(DisasContext *s, arg_1op *a, MVEGenOneOpFn fn)
1940f0f2bd5SPeter Maydell {
1950f0f2bd5SPeter Maydell     TCGv_ptr qd, qm;
1960f0f2bd5SPeter Maydell 
1970f0f2bd5SPeter Maydell     if (!dc_isar_feature(aa32_mve, s) ||
1980f0f2bd5SPeter Maydell         !mve_check_qreg_bank(s, a->qd | a->qm) ||
1990f0f2bd5SPeter Maydell         !fn) {
2000f0f2bd5SPeter Maydell         return false;
2010f0f2bd5SPeter Maydell     }
2020f0f2bd5SPeter Maydell 
2030f0f2bd5SPeter Maydell     if (!mve_eci_check(s) || !vfp_access_check(s)) {
2040f0f2bd5SPeter Maydell         return true;
2050f0f2bd5SPeter Maydell     }
2060f0f2bd5SPeter Maydell 
2070f0f2bd5SPeter Maydell     qd = mve_qreg_ptr(a->qd);
2080f0f2bd5SPeter Maydell     qm = mve_qreg_ptr(a->qm);
2090f0f2bd5SPeter Maydell     fn(cpu_env, qd, qm);
2100f0f2bd5SPeter Maydell     tcg_temp_free_ptr(qd);
2110f0f2bd5SPeter Maydell     tcg_temp_free_ptr(qm);
2120f0f2bd5SPeter Maydell     mve_update_eci(s);
2130f0f2bd5SPeter Maydell     return true;
2140f0f2bd5SPeter Maydell }
2150f0f2bd5SPeter Maydell 
2160f0f2bd5SPeter Maydell #define DO_1OP(INSN, FN)                                        \
2170f0f2bd5SPeter Maydell     static bool trans_##INSN(DisasContext *s, arg_1op *a)       \
2180f0f2bd5SPeter Maydell     {                                                           \
2190f0f2bd5SPeter Maydell         static MVEGenOneOpFn * const fns[] = {                  \
2200f0f2bd5SPeter Maydell             gen_helper_mve_##FN##b,                             \
2210f0f2bd5SPeter Maydell             gen_helper_mve_##FN##h,                             \
2220f0f2bd5SPeter Maydell             gen_helper_mve_##FN##w,                             \
2230f0f2bd5SPeter Maydell             NULL,                                               \
2240f0f2bd5SPeter Maydell         };                                                      \
2250f0f2bd5SPeter Maydell         return do_1op(s, a, fns[a->size]);                      \
2260f0f2bd5SPeter Maydell     }
2270f0f2bd5SPeter Maydell 
2280f0f2bd5SPeter Maydell DO_1OP(VCLZ, vclz)
2296437f1f7SPeter Maydell DO_1OP(VCLS, vcls)
23059c91773SPeter Maydell DO_1OP(VABS, vabs)
231399a8c76SPeter Maydell DO_1OP(VNEG, vneg)
232249b5309SPeter Maydell 
233249b5309SPeter Maydell static bool trans_VREV16(DisasContext *s, arg_1op *a)
234249b5309SPeter Maydell {
235249b5309SPeter Maydell     static MVEGenOneOpFn * const fns[] = {
236249b5309SPeter Maydell         gen_helper_mve_vrev16b,
237249b5309SPeter Maydell         NULL,
238249b5309SPeter Maydell         NULL,
239249b5309SPeter Maydell         NULL,
240249b5309SPeter Maydell     };
241249b5309SPeter Maydell     return do_1op(s, a, fns[a->size]);
242249b5309SPeter Maydell }
243249b5309SPeter Maydell 
244249b5309SPeter Maydell static bool trans_VREV32(DisasContext *s, arg_1op *a)
245249b5309SPeter Maydell {
246249b5309SPeter Maydell     static MVEGenOneOpFn * const fns[] = {
247249b5309SPeter Maydell         gen_helper_mve_vrev32b,
248249b5309SPeter Maydell         gen_helper_mve_vrev32h,
249249b5309SPeter Maydell         NULL,
250249b5309SPeter Maydell         NULL,
251249b5309SPeter Maydell     };
252249b5309SPeter Maydell     return do_1op(s, a, fns[a->size]);
253249b5309SPeter Maydell }
254249b5309SPeter Maydell 
255249b5309SPeter Maydell static bool trans_VREV64(DisasContext *s, arg_1op *a)
256249b5309SPeter Maydell {
257249b5309SPeter Maydell     static MVEGenOneOpFn * const fns[] = {
258249b5309SPeter Maydell         gen_helper_mve_vrev64b,
259249b5309SPeter Maydell         gen_helper_mve_vrev64h,
260249b5309SPeter Maydell         gen_helper_mve_vrev64w,
261249b5309SPeter Maydell         NULL,
262249b5309SPeter Maydell     };
263249b5309SPeter Maydell     return do_1op(s, a, fns[a->size]);
264249b5309SPeter Maydell }
2658abd3c80SPeter Maydell 
2668abd3c80SPeter Maydell static bool trans_VMVN(DisasContext *s, arg_1op *a)
2678abd3c80SPeter Maydell {
2688abd3c80SPeter Maydell     return do_1op(s, a, gen_helper_mve_vmvn);
2698abd3c80SPeter Maydell }
27059c91773SPeter Maydell 
27159c91773SPeter Maydell static bool trans_VABS_fp(DisasContext *s, arg_1op *a)
27259c91773SPeter Maydell {
27359c91773SPeter Maydell     static MVEGenOneOpFn * const fns[] = {
27459c91773SPeter Maydell         NULL,
27559c91773SPeter Maydell         gen_helper_mve_vfabsh,
27659c91773SPeter Maydell         gen_helper_mve_vfabss,
27759c91773SPeter Maydell         NULL,
27859c91773SPeter Maydell     };
27959c91773SPeter Maydell     if (!dc_isar_feature(aa32_mve_fp, s)) {
28059c91773SPeter Maydell         return false;
28159c91773SPeter Maydell     }
28259c91773SPeter Maydell     return do_1op(s, a, fns[a->size]);
28359c91773SPeter Maydell }
284399a8c76SPeter Maydell 
285399a8c76SPeter Maydell static bool trans_VNEG_fp(DisasContext *s, arg_1op *a)
286399a8c76SPeter Maydell {
287399a8c76SPeter Maydell     static MVEGenOneOpFn * const fns[] = {
288399a8c76SPeter Maydell         NULL,
289399a8c76SPeter Maydell         gen_helper_mve_vfnegh,
290399a8c76SPeter Maydell         gen_helper_mve_vfnegs,
291399a8c76SPeter Maydell         NULL,
292399a8c76SPeter Maydell     };
293399a8c76SPeter Maydell     if (!dc_isar_feature(aa32_mve_fp, s)) {
294399a8c76SPeter Maydell         return false;
295399a8c76SPeter Maydell     }
296399a8c76SPeter Maydell     return do_1op(s, a, fns[a->size]);
297399a8c76SPeter Maydell }
29868245e44SPeter Maydell 
29968245e44SPeter Maydell static bool do_2op(DisasContext *s, arg_2op *a, MVEGenTwoOpFn fn)
30068245e44SPeter Maydell {
30168245e44SPeter Maydell     TCGv_ptr qd, qn, qm;
30268245e44SPeter Maydell 
30368245e44SPeter Maydell     if (!dc_isar_feature(aa32_mve, s) ||
30468245e44SPeter Maydell         !mve_check_qreg_bank(s, a->qd | a->qn | a->qm) ||
30568245e44SPeter Maydell         !fn) {
30668245e44SPeter Maydell         return false;
30768245e44SPeter Maydell     }
30868245e44SPeter Maydell     if (!mve_eci_check(s) || !vfp_access_check(s)) {
30968245e44SPeter Maydell         return true;
31068245e44SPeter Maydell     }
31168245e44SPeter Maydell 
31268245e44SPeter Maydell     qd = mve_qreg_ptr(a->qd);
31368245e44SPeter Maydell     qn = mve_qreg_ptr(a->qn);
31468245e44SPeter Maydell     qm = mve_qreg_ptr(a->qm);
31568245e44SPeter Maydell     fn(cpu_env, qd, qn, qm);
31668245e44SPeter Maydell     tcg_temp_free_ptr(qd);
31768245e44SPeter Maydell     tcg_temp_free_ptr(qn);
31868245e44SPeter Maydell     tcg_temp_free_ptr(qm);
31968245e44SPeter Maydell     mve_update_eci(s);
32068245e44SPeter Maydell     return true;
32168245e44SPeter Maydell }
32268245e44SPeter Maydell 
32368245e44SPeter Maydell #define DO_LOGIC(INSN, HELPER)                                  \
32468245e44SPeter Maydell     static bool trans_##INSN(DisasContext *s, arg_2op *a)       \
32568245e44SPeter Maydell     {                                                           \
32668245e44SPeter Maydell         return do_2op(s, a, HELPER);                            \
32768245e44SPeter Maydell     }
32868245e44SPeter Maydell 
32968245e44SPeter Maydell DO_LOGIC(VAND, gen_helper_mve_vand)
33068245e44SPeter Maydell DO_LOGIC(VBIC, gen_helper_mve_vbic)
33168245e44SPeter Maydell DO_LOGIC(VORR, gen_helper_mve_vorr)
33268245e44SPeter Maydell DO_LOGIC(VORN, gen_helper_mve_vorn)
33368245e44SPeter Maydell DO_LOGIC(VEOR, gen_helper_mve_veor)
3349333fe4dSPeter Maydell 
3359333fe4dSPeter Maydell #define DO_2OP(INSN, FN) \
3369333fe4dSPeter Maydell     static bool trans_##INSN(DisasContext *s, arg_2op *a)       \
3379333fe4dSPeter Maydell     {                                                           \
3389333fe4dSPeter Maydell         static MVEGenTwoOpFn * const fns[] = {                  \
3399333fe4dSPeter Maydell             gen_helper_mve_##FN##b,                             \
3409333fe4dSPeter Maydell             gen_helper_mve_##FN##h,                             \
3419333fe4dSPeter Maydell             gen_helper_mve_##FN##w,                             \
3429333fe4dSPeter Maydell             NULL,                                               \
3439333fe4dSPeter Maydell         };                                                      \
3449333fe4dSPeter Maydell         return do_2op(s, a, fns[a->size]);                      \
3459333fe4dSPeter Maydell     }
3469333fe4dSPeter Maydell 
3479333fe4dSPeter Maydell DO_2OP(VADD, vadd)
3489333fe4dSPeter Maydell DO_2OP(VSUB, vsub)
3499333fe4dSPeter Maydell DO_2OP(VMUL, vmul)
350ba62cc56SPeter Maydell DO_2OP(VMULH_S, vmulhs)
351ba62cc56SPeter Maydell DO_2OP(VMULH_U, vmulhu)
352*fca87b78SPeter Maydell DO_2OP(VRMULH_S, vrmulhs)
353*fca87b78SPeter Maydell DO_2OP(VRMULH_U, vrmulhu)
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