(no commit message)
[libreriscv.git] / Comparative_analysis_Harmonised_RVP_vs_Andes_Packed_SIMD_ISA_proposal.mdwn
index 7c75f1e2dfec82ff3c538bcaacf818416f1bbd26..8b137891791fe96927ad78e64b0aad7bded08bdc 100644 (file)
@@ -1,132 +1 @@
-# Comparative analysis with Andes Packed ISA proposal
 
-## 16-bit Arithmetic
-
-| Andes Mnemonic           | 16-bit Instruction        | Harmonised RVP Equivalent |
-| ------------------ | ------------------------- | ------------------- |
-| ADD16 rt, ra, rb   | Add                       | VADD (r16 <= rt,ra,rb <= r29), mm=00|
-| RADD16 rt, ra, rb  | Signed Halving add        | RADD (r16 <= rt,ra,rb <= r23), mm=00|
-| URADD16 rt, ra, rb | Unsigned Halving add      | RADD (r24 <= rt,ra,rb <= r29), mm=00|
-| KADD16 rt, ra, rb  | Signed Saturating add     | VADD (r16 <= rt,ra,rb <= r23), mm=01|
-| UKADD16 rt, ra, rb | Unsigned Saturating add   | VADD (r24 <= rt,ra,rb <= r29), mm=01|
-| SUB16 rt, ra, rb   | Subtract                  | VSUB (r16 <= rt,ra,rb <= r29), mm=00|
-| RSUB16 rt, ra, rb  | Signed Halving sub        | RSUB (r16 <= rt,ra,rb <= r23), mm=00|
-| URSUB16 rt, ra, rb | Unsigned Halving sub                | RSUB (r24 <= rt,ra,rb <= r29), mm=00|
-| KSUB16 rt, ra, rb  | Signed Saturating sub               | VSUB (r16 <= rt,ra,rb <= r23), mm=01|
-| UKSUB16 rt, ra, rb | Unsigned Saturating sub             | VSUB (r24 <= rt,ra,rb <= r29), mm=01|
-| CRAS16 rt, ra, rb  | Cross Add & Sub                     | |
-| RCRAS16 rt, ra, rb | Signed Halving Cross Add & Sub      | |
-| URCRAS16 rt, ra, rb| Unsigned Halving Cross Add & Sub    | |
-| KCRAS16 rt, ra, rb | Signed Saturating Cross Add & Sub   | |
-| UKCRAS16 rt, ra, rb| Unsigned Saturating Cross Add & Sub | |
-| CRSA16 rt, ra, rb  | Cross Sub & Add                     | |
-| RCRSA16 rt, ra, rb | Signed Halving Cross Sub & Add      | |
-| URCRSA16 rt, ra, rb| Unsigned Halving Cross Sub & Add    | |
-| KCRSA16 rt, ra, rb | Signed Saturating Cross Sub & Add   | |
-| UKCRSA16 rt, ra, rb| Unsigned Saturating Cross Sub & Add | |
-
-## 8-bit Arithmetic
-
-| Andes Mnemonic           | 8-bit Instruction        | Harmonised RVP Equivalent |
-| ------------------ | ------------------------- | ------------------- |
-| ADD8 rt, ra, rb    | Add                       | VADD (r2 <= rt,ra,rb <= r15), mm=00 |
-| RADD8 rt, ra, rb   | Signed Halving add        | RADD (r2 <= rt,ra,rb <= r7), mm=00 |
-| URADD8 rt, ra, rb  | Unsigned Halving add      | RADD (r8 <= rt,ra,rb <= r15), mm=00 |
-| KADD8 rt, ra, rb   | Signed Saturating add     | VADD (r2 <= rt,ra,rb <= r7), mm=01 |
-| UKADD8 rt, ra, rb  | Unsigned Saturating add   | VADD (r8 <= rt,ra,rb <= r15), mm=01 |
-| SUB8 rt, ra, rb    | Subtract                  | VSUB (r2 <= rt,ra,rb <= r15), mm=00 |
-| RSUB8 rt, ra, rb   | Signed Halving sub        | RSUB (r2 <= rt,ra,rb <= r7), mm=00 |
-| URSUB8 rt, ra, rb  | Unsigned Halving sub      | RSUB (r8 <= rt,ra,rb <= r15), mm=00 |
-| KSUB8 rt, ra, rb   | Signed Saturating sub        | VSUB (r2 <= rt,ra,rb <= r7), mm=01 |
-| UKSUB8 rt, ra, rb  | Unsigned Saturating sub      | VSUB (r8 <= rt,ra,rb <= r15), mm=01 |
-
-## 16-bit Shifts
-
-SRA[I]16/SRL[I]16/SLL[I]16 to be mapped to VOP shift instructions in same manner as ADD16/SUB16
-
-The “K” (Saturation) and “u” (Rounding) variants could be encoded using VOP’s mm field (mm=01 is saturated or rounded shift, mm=00 is standard VOP shift)
-
-| Andes Mnemonic             | 16-bit Instruction         | Harmonised RVP Equivalent |
-| ------------------   | -------------------------  | ------------------- |
-| SRA16 rt, ra, rb     | Shift right arithmetic     | VSRA (r16 <= rt,ra,rb <= r29), mm=00|
-| SRAI16 rt, ra, im    | Shift right arithmetic imm | VSRAI (r16 <= rt,ra <= r29), mm=00|
-| SRA16.u rt, ra, rb   | Rounding Shift right arithmetic     | VSRA (r16 <= rt,ra,rb <= r29), mm=01|
-| SRAI16.u rt, ra, im  | Rounding Shift right arithmetic imm | VSRAI (r16 <= rt,ra <= r29), mm=01|
-| SRL16 rt, ra, rb     | Shift right logical        | VSRL (r16 <= rt,ra,rb <= r29), mm=00|
-| SRLI16 rt, ra, im    | Shift right logical imm    | VSRLI (r16 <= rt,ra <= r29), mm=00|
-| SRL16.u rt, ra, rb   | Rounding Shift right logical     | VSRL (r16 <= rt,ra,rb <= r29), mm=01|
-| SRLI16.u rt, ra, im  | Rounding Shift right logical imm | VSLRI (r16 <= rt,ra <= r29), mm=01|
-| SLL16 rt, ra, rb     | Shift left logical         | VSLL (r16 <= rt,ra,rb <= r29), mm=00|
-| SLLI16 rt, ra, im    | Shift left logical imm     | VSLLI (r16 <= rt,ra <= r29), mm=00|
-| KSLL16 rt, ra, rb    | Saturating Shift left logical       | VSLL (r16 <= rt,ra,rb <= r29), mm=01|
-| KSLLI16 rt, ra, im   | Saturating Shift left logical imm   | VSLLI (r16 <= rt,ra <= r29), mm=01|
-| KSLRA16 rt, ra, rb    | Saturating Shift left logical or Shift right arithmetic              ||
-| KSLRA16.u rt, ra, rb  | Saturating Shift left logical or Rounding Shift right arithmetic     ||
-
-
-## 8-bit Shifts
-
-Andes SIMD Packed ISA omits 8 bit shifts, but these can be encoded in Harmonised RVP as follows:
-
-| Andes Mnemonic             | 8-bit Instruction         | Harmonised RVP Equivalent |
-| ------------------   | -------------------------  | ------------------- |
-| n/a     | Shift right arithmetic     | VSRA (r2 <= rt,ra,rb <= r15), mm=00|
-| n/a     | Shift right arithmetic imm | VSRAI (r2 <= rt,ra <= r15), mm=00|
-| n/a     | Rounding Shift right arithmetic     | VSRA (r2 <= rt,ra,rb <= r15), mm=01|
-| n/a     | Rounding Shift right arithmetic imm | VSRAI (r2 <= rt,ra <= r15), mm=01|
-| n/a     | Shift right logical        | VSRL (r2 <= rt,ra,rb <= r15), mm=00|
-| n/a     | Shift right logical imm    | VSRLI (r2 <= rt,ra <= r15), mm=00|
-| n/a     | Rounding Shift right logical     | VSRL (r2 <= rt,ra,rb <= r15), mm=01|
-| n/a     | Rounding Shift right logical imm | VSLRI (r2 <= rt,ra <= r15), mm=01|
-| n/a     | Shift left logical         | VSLL (r2 <= rt,ra,rb <= r15), mm=00|
-| n/a     | Shift left logical imm     | VSLLI (r2 <= rt,ra <= r15), mm=00|
-| n/a     | Saturating Shift left logical       | VSLL (r2 <= rt,ra,rb <= r15), mm=01|
-| n/a     | Saturating Shift left logical imm   | VSLLI (r2 <= rt,ra <= r15), mm=01|
-
-## 16-bit Comparison instructions
-
-| Andes Mnemonic           | 16-bit Instruction        | Harmonised RVP Equivalent |
-| ------------------   | ------------------------- | ------------------- |
-| CMPEQ16 rt, ra, rb   | Compare equal             | VSEQ (r16 <= rt,ra,rb <= r29), mm=00|
-| SCMPLT16 rt, ra, rb   | Signed Compare less than        | !VSGT (r16 <= rt,ra,rb <= r23), mm=00|
-| SCMPLE16 rt, ra, rb   | Signed Compare less or equal    | VSLE (r16 <= rt,ra,rb <= r23), mm=00|
-| UCMPLT16 rt, ra, rb   | Unsigned Compare less than      | !VSGT (r24 <= rt,ra,rb <= r29), mm=00|
-| UCMPLE16 rt, ra, rb   | Unsigned Compare less or equal  | VSLE (r24 <= rt,ra,rb <= r29), mm=00|
-
-## 8-bit Comparison instructions
-
-| Andes Mnemonic           | 8-bit Instruction        | Harmonised RVP Equivalent |
-| ------------------   | ------------------------- | ------------------- |
-| CMPEQ8 rt, ra, rb   | Compare equal             | VSEQ (r2 <= rt,ra,rb <= r7), mm=00|
-| SCMPLT8 rt, ra, rb   | Signed Compare less than        | !VSGT (r2 <= rt,ra,rb <= r7), mm=00|
-| SCMPLE8 rt, ra, rb   | Signed Compare less or equal    | VSLE (r2 <= rt,ra,rb <= r7), mm=00|
-| UCMPLT8 rt, ra, rb   | Unsigned Compare less than      | !VSGT (r8 <= rt,ra,rb <= r15), mm=00|
-| UCMPLE8 rt, ra, rb   | Unsigned Compare less or equal  | VSLE (r8 <= rt,ra,rb <= r15), mm=00|
-
-## 16-bit Miscellaneous instructions
-
-| Andes Mnemonic      | 16-bit Instruction                | Harmonised RVP Equivalent |
-| ------------------  | ------------------------          | ------------------- |
-| SMIN16 rt, ra, rb   | Signed minimum                    | VMIN (r16 <= rt,ra,rb <= r23), mm=00|
-| UMIN16 rt, ra, rb   | Unsigned minimum                  | VMIN (r24 <= rt,ra,rb <= r29), mm=00|
-| SMAX16 rt, ra, rb   | Signed maximum                    | VMAX (r16 <= rt,ra,rb <= r23), mm=00|
-| UMAX16 rt, ra, rb   | Unsigned maximum                  | VMAX (r24 <= rt,ra,rb <= r29), mm=00|
-| SCLIP16 rt, ra, rb  | Signed clip                       | ?VCLIP (r16 <= rt,ra,rb <= r23), mm=01|
-| UCLIP16 rt, ra, rb  | Unsigned clip                     | ?VCLIP (r24 <= rt,ra,rb <= r29), mm=01|
-| KMUL16 rt, ra, rb   | Signed multiply 16x16->16         | VMUL (r16 <= rt,ra,rb <= r23), mm=01|
-| KMULX16 rt, ra, rb  | Signed crossed multiply 16x16->16 | |
-| SMUL16 rt, ra, rb   | Signed multiply 16x16->32         | VMUL (30 <= rt <= 31, r16 <= ra,rb <= r23), mm=00|
-| SMULX16 rt, ra, rb  | Signed crossed multiply 16x16->32 | |
-| UMUL16 rt, ra, rb   | Signed multiply 16x16->32         | VMUL (30 <= rt <= 31, r24 <= ra,rb <= r31), mm=00|
-| UMULX16 rt, ra, rb  | Signed crossed multiply 16x16->32 | |
-| KABS16 rt, ra, rb   | Saturated absolute value          | VSGNX (r16 <= rt <= r29, r16 <= ra,rb <= r23, mm=01) |
-
-## 8-bit Miscellaneous instructions
-
-| Andes Mnemonic           | 8-bit Instruction        | Harmonised RVP Equivalent |
-| ------------------   | ------------------------- | ------------------- |
-| SMIN8 rt, ra, rb   | Signed minimum           | VMIN (r2 <= rt,ra,rb <= r7), mm=00|
-| UMIN8 rt, ra, rb   | Unsigned minimum         | VMIN (r8 <= rt,ra,rb <= r15), mm=00|
-| SMAX8 rt, ra, rb   | Signed maximum           | VMAX (r2 <= rt,ra,rb <= r7), mm=00|
-| UMAX8 rt, ra, rb   | Unsigned maximum         | VMAX (r8 <= rt,ra,rb <= r15), mm=00|
-| KABS8 rt, ra, rb   | Saturated absolute value | VSGNX (r2 <= rt <= r15, r2 <= ra,rb <= r8, mm=01) |