Update README
[riscv-isa-sim.git] / spike_main / disasm.cc
index e6336d0bd3c3d57a8bcabd032463ee97720a3281..bc1e41ba7137410b49cf96906c07539e84209533 100644 (file)
@@ -7,7 +7,6 @@
 #include <sstream>
 #include <stdlib.h>
 
-
 struct : public arg_t {
   std::string to_string(insn_t insn) const {
     return std::to_string((int)insn.i_imm()) + '(' + xpr_name[insn.rs1()] + ')';
@@ -22,7 +21,7 @@ struct : public arg_t {
 
 struct : public arg_t {
   std::string to_string(insn_t insn) const {
-    return std::string("0(") + xpr_name[insn.rs1()] + ')';
+    return std::string("(") + xpr_name[insn.rs1()] + ')';
   }
 } amo_address;
 
@@ -75,7 +74,12 @@ struct : public arg_t {
       #define DECLARE_CSR(name, num) case num: return #name;
       #include "encoding.h"
       #undef DECLARE_CSR
-      default: return "unknown";
+      default:
+      {
+        char buf[16];
+        snprintf(buf, sizeof buf, "unknown_%03" PRIx64, insn.csr());
+        return std::string(buf);
+      }
     }
   }
 } csr;
@@ -86,6 +90,12 @@ struct : public arg_t {
   }
 } imm;
 
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return std::to_string((int)insn.shamt());
+  }
+} shamt;
+
 struct : public arg_t {
   std::string to_string(insn_t insn) const {
     std::stringstream s;
@@ -132,6 +142,12 @@ struct : public arg_t {
   }
 } rvc_rs2;
 
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return fpr_name[insn.rvc_rs2()];
+  }
+} rvc_fp_rs2;
+
 struct : public arg_t {
   std::string to_string(insn_t insn) const {
     return xpr_name[insn.rvc_rs1s()];
@@ -146,9 +162,9 @@ struct : public arg_t {
 
 struct : public arg_t {
   std::string to_string(insn_t insn) const {
-    return xpr_name[insn.rvc_rds()];
+    return fpr_name[insn.rvc_rs2s()];
   }
-} rvc_rds;
+} rvc_fp_rs2s;
 
 struct : public arg_t {
   std::string to_string(insn_t insn) const {
@@ -189,7 +205,7 @@ struct : public arg_t {
 struct : public arg_t {
   std::string to_string(insn_t insn) const {
     std::stringstream s;
-    s << std::hex << "0x" << (uint32_t)insn.rvc_imm();
+    s << std::hex << "0x" << ((uint32_t)insn.rvc_imm() << 12 >> 12);
     return s.str();
   }
 } rvc_uimm;
@@ -250,13 +266,13 @@ struct : public arg_t {
   }
 } rvc_jump_target;
 
-std::string disassembler_t::disassemble(insn_t insn)
+std::string disassembler_t::disassemble(insn_t insn) const
 {
   const disasm_insn_t* disasm_insn = lookup(insn);
   return disasm_insn ? disasm_insn->to_string(insn) : "unknown";
 }
 
-disassembler_t::disassembler_t()
+disassembler_t::disassembler_t(int xlen)
 {
   const uint32_t mask_rd = 0x1fUL << 7;
   const uint32_t match_rd_ra = 1UL << 7;
@@ -281,6 +297,7 @@ disassembler_t::disassembler_t()
     add_insn(new disasm_insn_t(#code, match_##code, mask_##code, {}));
   #define DEFINE_RTYPE(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&xrd, &xrs1, &xrs2})
   #define DEFINE_ITYPE(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&xrd, &xrs1, &imm})
+  #define DEFINE_ITYPE_SHIFT(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&xrd, &xrs1, &shamt})
   #define DEFINE_I0TYPE(name, code) DISASM_INSN(name, code, mask_rs1, {&xrd, &imm})
   #define DEFINE_I1TYPE(name, code) DISASM_INSN(name, code, mask_imm, {&xrd, &xrs1})
   #define DEFINE_I2TYPE(name, code) DISASM_INSN(name, code, mask_rd | mask_imm, {&xrs1})
@@ -291,13 +308,16 @@ disassembler_t::disassembler_t()
   #define DEFINE_XLOAD(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&xrd, &load_address})
   #define DEFINE_XSTORE(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&xrs2, &store_address})
   #define DEFINE_XAMO(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&xrd, &xrs2, &amo_address})
+  #define DEFINE_XAMO_LR(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&xrd, &amo_address})
   #define DEFINE_FLOAD(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&frd, &load_address})
   #define DEFINE_FSTORE(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&frs2, &store_address})
   #define DEFINE_FRTYPE(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&frd, &frs1, &frs2})
   #define DEFINE_FR1TYPE(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&frd, &frs1})
   #define DEFINE_FR3TYPE(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&frd, &frs1, &frs2, &frs3})
   #define DEFINE_FXTYPE(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&xrd, &frs1})
+  #define DEFINE_FX2TYPE(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&xrd, &frs1, &frs2})
   #define DEFINE_XFTYPE(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&frd, &xrs1})
+  #define DEFINE_SFENCE_TYPE(code) DISASM_INSN(#code, code, 0, {&xrs1, &xrs2})
 
   DEFINE_XLOAD(lb)
   DEFINE_XLOAD(lbu)
@@ -331,16 +351,18 @@ disassembler_t::disassembler_t()
   DEFINE_XAMO(amominu_d)
   DEFINE_XAMO(amomaxu_d)
 
-  DEFINE_XAMO(lr_w)
+  DEFINE_XAMO_LR(lr_w)
   DEFINE_XAMO(sc_w)
-  DEFINE_XAMO(lr_d)
+  DEFINE_XAMO_LR(lr_d)
   DEFINE_XAMO(sc_d)
 
   DEFINE_FLOAD(flw)
   DEFINE_FLOAD(fld)
+  DEFINE_FLOAD(flq)
 
   DEFINE_FSTORE(fsw)
   DEFINE_FSTORE(fsd)
+  DEFINE_FSTORE(fsq)
 
   add_insn(new disasm_insn_t("j", match_jal, mask_jal | mask_rd, {&jump_target}));
   add_insn(new disasm_insn_t("jal", match_jal | match_rd_ra, mask_jal | mask_rd, {&jump_target}));
@@ -370,21 +392,24 @@ disassembler_t::disassembler_t()
   DEFINE_I0TYPE("li", addi);
   DEFINE_I1TYPE("mv", addi);
   DEFINE_ITYPE(addi);
-  DEFINE_ITYPE(slli);
   DEFINE_ITYPE(slti);
   add_insn(new disasm_insn_t("seqz", match_sltiu | match_imm_1, mask_sltiu | mask_imm, {&xrd, &xrs1}));
   DEFINE_ITYPE(sltiu);
   add_insn(new disasm_insn_t("not", match_xori | mask_imm, mask_xori | mask_imm, {&xrd, &xrs1}));
   DEFINE_ITYPE(xori);
-  DEFINE_ITYPE(srli);
-  DEFINE_ITYPE(srai);
+
+  DEFINE_ITYPE_SHIFT(slli);
+  DEFINE_ITYPE_SHIFT(srli);
+  DEFINE_ITYPE_SHIFT(srai);
+
   DEFINE_ITYPE(ori);
   DEFINE_ITYPE(andi);
   DEFINE_I1TYPE("sext.w", addiw);
   DEFINE_ITYPE(addiw);
-  DEFINE_ITYPE(slliw);
-  DEFINE_ITYPE(srliw);
-  DEFINE_ITYPE(sraiw);
+
+  DEFINE_ITYPE_SHIFT(slliw);
+  DEFINE_ITYPE_SHIFT(srliw);
+  DEFINE_ITYPE_SHIFT(sraiw);
 
   DEFINE_RTYPE(add);
   DEFINE_RTYPE(sub);
@@ -416,10 +441,16 @@ disassembler_t::disassembler_t()
   DEFINE_RTYPE(remw);
   DEFINE_RTYPE(remuw);
 
-  DEFINE_NOARG(scall);
-  DEFINE_NOARG(sbreak);
+  DEFINE_NOARG(ecall);
+  DEFINE_NOARG(ebreak);
+  DEFINE_NOARG(uret);
+  DEFINE_NOARG(sret);
+  DEFINE_NOARG(mret);
+  DEFINE_NOARG(dret);
+  DEFINE_NOARG(wfi);
   DEFINE_NOARG(fence);
   DEFINE_NOARG(fence_i);
+  DEFINE_SFENCE_TYPE(sfence_vma);
 
   add_insn(new disasm_insn_t("csrr", match_csrrs, mask_csrrs | mask_rs1, {&xrd, &csr}));
   add_insn(new disasm_insn_t("csrw", match_csrrw, mask_csrrw | mask_rd, {&csr, &xrs1}));
@@ -434,7 +465,6 @@ disassembler_t::disassembler_t()
   add_insn(new disasm_insn_t("csrrwi", match_csrrwi, mask_csrrwi, {&xrd, &csr, &zimm5}));
   add_insn(new disasm_insn_t("csrrsi", match_csrrsi, mask_csrrsi, {&xrd, &csr, &zimm5}));
   add_insn(new disasm_insn_t("csrrci", match_csrrci, mask_csrrci, {&xrd, &csr, &zimm5}));
-  DEFINE_NOARG(sret)
 
   DEFINE_FRTYPE(fadd_s);
   DEFINE_FRTYPE(fsub_s);
@@ -451,21 +481,22 @@ disassembler_t::disassembler_t()
   DEFINE_FRTYPE(fsgnjn_s);
   DEFINE_FRTYPE(fsgnjx_s);
   DEFINE_FR1TYPE(fcvt_s_d);
+  DEFINE_FR1TYPE(fcvt_s_q);
   DEFINE_XFTYPE(fcvt_s_l);
   DEFINE_XFTYPE(fcvt_s_lu);
   DEFINE_XFTYPE(fcvt_s_w);
   DEFINE_XFTYPE(fcvt_s_wu);
   DEFINE_XFTYPE(fcvt_s_wu);
-  DEFINE_XFTYPE(fmv_s_x);
+  DEFINE_XFTYPE(fmv_w_x);
   DEFINE_FXTYPE(fcvt_l_s);
   DEFINE_FXTYPE(fcvt_lu_s);
   DEFINE_FXTYPE(fcvt_w_s);
   DEFINE_FXTYPE(fcvt_wu_s);
   DEFINE_FXTYPE(fclass_s);
-  DEFINE_FXTYPE(fmv_x_s);
-  DEFINE_FXTYPE(feq_s);
-  DEFINE_FXTYPE(flt_s);
-  DEFINE_FXTYPE(fle_s);
+  DEFINE_FXTYPE(fmv_x_w);
+  DEFINE_FX2TYPE(feq_s);
+  DEFINE_FX2TYPE(flt_s);
+  DEFINE_FX2TYPE(fle_s);
 
   DEFINE_FRTYPE(fadd_d);
   DEFINE_FRTYPE(fsub_d);
@@ -482,6 +513,7 @@ disassembler_t::disassembler_t()
   DEFINE_FRTYPE(fsgnjn_d);
   DEFINE_FRTYPE(fsgnjx_d);
   DEFINE_FR1TYPE(fcvt_d_s);
+  DEFINE_FR1TYPE(fcvt_d_q);
   DEFINE_XFTYPE(fcvt_d_l);
   DEFINE_XFTYPE(fcvt_d_lu);
   DEFINE_XFTYPE(fcvt_d_w);
@@ -494,36 +526,89 @@ disassembler_t::disassembler_t()
   DEFINE_FXTYPE(fcvt_wu_d);
   DEFINE_FXTYPE(fclass_d);
   DEFINE_FXTYPE(fmv_x_d);
-  DEFINE_FXTYPE(feq_d);
-  DEFINE_FXTYPE(flt_d);
-  DEFINE_FXTYPE(fle_d);
-
-  DISASM_INSN("ebreak", c_add, mask_rd | mask_rvc_rs2, {});
-  add_insn(new disasm_insn_t("ret", match_c_li | match_rd_ra, mask_c_li | mask_rd | mask_rvc_imm, {}));
-  DISASM_INSN("jr", c_li, mask_rvc_imm, {&rvc_rs1});
-  DISASM_INSN("jalr", c_lui, mask_rvc_imm, {&rvc_rs1});
-  DISASM_INSN("nop", c_addi, mask_rd | mask_rvc_imm, {});
-  DISASM_INSN("addi", c_addi, mask_rd, {&rvc_sp, &rvc_sp, &rvc_addi16sp_imm});
-  DISASM_INSN("addi", c_addi4spn, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_sp, &rvc_addi4spn_imm});
-  DISASM_INSN("li", c_li, 0, {&xrd, &rvc_imm});
-  DISASM_INSN("lui", c_lui, 0, {&xrd, &rvc_uimm});
-  DISASM_INSN("addi", c_addi, 0, {&xrd, &xrd, &rvc_imm});
-  DISASM_INSN("addiw", c_addiw, 0, {&xrd, &xrd, &rvc_imm});
-  DISASM_INSN("slli", c_slli, 0, {&xrd, &rvc_shamt});
-  DISASM_INSN("mv", c_mv, 0, {&xrd, &rvc_rs1});
-  DISASM_INSN("add", c_add, 0, {&xrd, &xrd, &rvc_rs1});
-  DISASM_INSN("addw", c_addw, 0, {&xrd, &xrd, &rvc_rs1});
-  DISASM_INSN("lw", c_lwsp, 0, {&xrd, &rvc_lwsp_address});
-  DISASM_INSN("ld", c_ldsp, 0, {&xrd, &rvc_ldsp_address});
-  DISASM_INSN("sw", c_swsp, 0, {&rvc_rs2, &rvc_swsp_address});
-  DISASM_INSN("sd", c_sdsp, 0, {&rvc_rs2, &rvc_sdsp_address});
-  DISASM_INSN("lw", c_lw, 0, {&rvc_rs2s, &rvc_lw_address});
-  DISASM_INSN("ld", c_ld, 0, {&rvc_rs2s, &rvc_ld_address});
-  DISASM_INSN("sw", c_sw, 0, {&rvc_rs2s, &rvc_lw_address});
-  DISASM_INSN("sd", c_sd, 0, {&rvc_rs2s, &rvc_ld_address});
-  DISASM_INSN("beqz", c_beqz, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_branch_target});
-  DISASM_INSN("bnez", c_bnez, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_branch_target});
-  DISASM_INSN("j", c_j, 0, {&rvc_jump_target});
+  DEFINE_FX2TYPE(feq_d);
+  DEFINE_FX2TYPE(flt_d);
+  DEFINE_FX2TYPE(fle_d);
+
+  DEFINE_FRTYPE(fadd_q);
+  DEFINE_FRTYPE(fsub_q);
+  DEFINE_FRTYPE(fmul_q);
+  DEFINE_FRTYPE(fdiv_q);
+  DEFINE_FR1TYPE(fsqrt_q);
+  DEFINE_FRTYPE(fmin_q);
+  DEFINE_FRTYPE(fmax_q);
+  DEFINE_FR3TYPE(fmadd_q);
+  DEFINE_FR3TYPE(fmsub_q);
+  DEFINE_FR3TYPE(fnmadd_q);
+  DEFINE_FR3TYPE(fnmsub_q);
+  DEFINE_FRTYPE(fsgnj_q);
+  DEFINE_FRTYPE(fsgnjn_q);
+  DEFINE_FRTYPE(fsgnjx_q);
+  DEFINE_FR1TYPE(fcvt_q_s);
+  DEFINE_FR1TYPE(fcvt_q_d);
+  DEFINE_XFTYPE(fcvt_q_l);
+  DEFINE_XFTYPE(fcvt_q_lu);
+  DEFINE_XFTYPE(fcvt_q_w);
+  DEFINE_XFTYPE(fcvt_q_wu);
+  DEFINE_XFTYPE(fcvt_q_wu);
+  DEFINE_XFTYPE(fmv_q_x);
+  DEFINE_FXTYPE(fcvt_l_q);
+  DEFINE_FXTYPE(fcvt_lu_q);
+  DEFINE_FXTYPE(fcvt_w_q);
+  DEFINE_FXTYPE(fcvt_wu_q);
+  DEFINE_FXTYPE(fclass_q);
+  DEFINE_FXTYPE(fmv_x_q);
+  DEFINE_FX2TYPE(feq_q);
+  DEFINE_FX2TYPE(flt_q);
+  DEFINE_FX2TYPE(fle_q);
+
+  DISASM_INSN("c.ebreak", c_add, mask_rd | mask_rvc_rs2, {});
+  add_insn(new disasm_insn_t("ret", match_c_jr | match_rd_ra, mask_c_jr | mask_rd | mask_rvc_imm, {}));
+  DISASM_INSN("c.jr", c_jr, mask_rvc_imm, {&rvc_rs1});
+  DISASM_INSN("c.jalr", c_jalr, mask_rvc_imm, {&rvc_rs1});
+  DISASM_INSN("c.nop", c_addi, mask_rd | mask_rvc_imm, {});
+  DISASM_INSN("c.addi16sp", c_addi16sp, mask_rd, {&rvc_sp, &rvc_addi16sp_imm});
+  DISASM_INSN("c.addi4spn", c_addi4spn, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_sp, &rvc_addi4spn_imm});
+  DISASM_INSN("c.li", c_li, 0, {&xrd, &rvc_imm});
+  DISASM_INSN("c.lui", c_lui, 0, {&xrd, &rvc_uimm});
+  DISASM_INSN("c.addi", c_addi, 0, {&xrd, &rvc_imm});
+  DISASM_INSN("c.slli", c_slli, 0, {&rvc_rs1, &rvc_shamt});
+  DISASM_INSN("c.srli", c_srli, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_shamt});
+  DISASM_INSN("c.srai", c_srai, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_shamt});
+  DISASM_INSN("c.andi", c_andi, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_imm});
+  DISASM_INSN("c.mv", c_mv, 0, {&xrd, &rvc_rs2});
+  DISASM_INSN("c.add", c_add, 0, {&xrd, &rvc_rs2});
+  DISASM_INSN("c.addw", c_addw, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_rs2s});
+  DISASM_INSN("c.sub", c_sub, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_rs2s});
+  DISASM_INSN("c.subw", c_subw, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_rs2s});
+  DISASM_INSN("c.and", c_and, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_rs2s});
+  DISASM_INSN("c.or", c_or, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_rs2s});
+  DISASM_INSN("c.xor", c_xor, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_rs2s});
+  DISASM_INSN("c.lwsp", c_lwsp, 0, {&xrd, &rvc_lwsp_address});
+  DISASM_INSN("c.fld", c_fld, 0, {&rvc_fp_rs2s, &rvc_ld_address});
+  DISASM_INSN("c.swsp", c_swsp, 0, {&rvc_rs2, &rvc_swsp_address});
+  DISASM_INSN("c.lw", c_lw, 0, {&rvc_rs2s, &rvc_lw_address});
+  DISASM_INSN("c.sw", c_sw, 0, {&rvc_rs2s, &rvc_lw_address});
+  DISASM_INSN("c.beqz", c_beqz, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_branch_target});
+  DISASM_INSN("c.bnez", c_bnez, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_branch_target});
+  DISASM_INSN("c.j", c_j, 0, {&rvc_jump_target});
+  DISASM_INSN("c.fldsp", c_fldsp, 0, {&rvc_fp_rs2s, &rvc_ldsp_address});
+  DISASM_INSN("c.fsd", c_fsd, 0, {&rvc_fp_rs2s, &rvc_ld_address});
+  DISASM_INSN("c.fsdsp", c_fsdsp, 0, {&rvc_fp_rs2s, &rvc_sdsp_address});
+
+  if (xlen == 32) {
+    DISASM_INSN("c.flw", c_flw, 0, {&rvc_fp_rs2s, &rvc_lw_address});
+    DISASM_INSN("c.flwsp", c_flwsp, 0, {&frd, &rvc_lwsp_address});
+    DISASM_INSN("c.fsw", c_fsw, 0, {&rvc_fp_rs2s, &rvc_lw_address});
+    DISASM_INSN("c.fswsp", c_fswsp, 0, {&rvc_fp_rs2, &rvc_swsp_address});
+    DISASM_INSN("c.jal", c_jal, 0, {&rvc_jump_target});
+  } else {
+    DISASM_INSN("c.ld", c_ld, 0, {&rvc_rs2s, &rvc_ld_address});
+    DISASM_INSN("c.ldsp", c_ldsp, 0, {&xrd, &rvc_ldsp_address});
+    DISASM_INSN("c.sd", c_sd, 0, {&rvc_rs2s, &rvc_ld_address});
+    DISASM_INSN("c.sdsp", c_sdsp, 0, {&rvc_rs2, &rvc_sdsp_address});
+    DISASM_INSN("c.addiw", c_addiw, 0, {&xrd, &rvc_imm});
+  }
 
   // provide a default disassembly for all instructions as a fallback
   #define DECLARE_INSN(code, match, mask) \
@@ -532,7 +617,7 @@ disassembler_t::disassembler_t()
   #undef DECLARE_INSN
 }
 
-const disasm_insn_t* disassembler_t::lookup(insn_t insn)
+const disasm_insn_t* disassembler_t::lookup(insn_t insn) const
 {
   size_t idx = insn.bits() % HASH_SIZE;
   for (size_t j = 0; j < chain[idx].size(); j++)