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[libreriscv.git] / isa_conflict_resolution.mdwn
index eb91163f063f10f6154be5fa0c354efd8977c432..3223e2d262eed9ea1af04c5f0dfcd4c64fb8442c 100644 (file)
@@ -316,8 +316,8 @@ On this latter point, it was observed that MISA already switches out entire
 sets of instructions (interacts at the "decode" phase).  The difference
 between what MISA does and the mvendor/march-id WARL idea is that whilst
 MISA only switches instruction decoding on (or off), the WARL idea
-*redirects* encoding, to *different* engines, fortunately in a deliberately
-mutually-exclusive fashion.
+*redirects* encoding, effectively to *different* simultaneous engines,
+fortunately in a deliberately mutually-exclusive fashion.
 
 Implementations would therefore, in each Extension (assuming one separate
 "decode" engine per Extension), simply have an extra (mutually-exclusively
@@ -325,8 +325,8 @@ enabled) wire in the AND gate for any given binary encoding, and in this
 way there would actually be very little impact on the latency.  The assumption
 here is that there are not dozens of Extensions vying for the same binary
 encoding (at which point the Fabless Semi Company has other much more
-pressing issues to deal with that make resolving encoding conflicts trivial
-by comparison).
+pressing issues to deal with that make resolving binary encoding conflicts
+trivial by comparison).
 
 Also pointed out was that in certain cases pipeline stalls could be introduced
 during the switching phase, if needed, just as they may be needed for
@@ -338,24 +338,7 @@ correct implementation of (mandatory) support for MISA.
 
 (Summary: good solid orthogonal idea.  See [[ioctl]] for full details)
 
-==RB===
-
-This proposal adds a standardised extension interface to the RV instruction set by introducing a fixed small number (e.g. 8) of "overloadable" R-type opcodes ext_ctl0, .. ext_ctl7. Each takes a process local interface cookie in rs1. Based on the cookie, the CPU routes the "overloaded" instructions to a "device" on or off the CPU that implements the actual semantics. 
-
-The cookie is "opened" with an additional r-type instruction ext_open that takes a 20 bit identifier and "closed" with an  ext_close instruction. The implementing hardware device can use the cookie to reference internal state. Thus, interfaces may be statefull.
-
-CPU's and devices may implement several interfaces, indeed, are expected to. E.g. a single hardware device might expose a functional interface with 6 overloaded instructions, expose configuration with two highly device specific management interfaces with 8 resp. 4 overloaded instructions, and respond to a standardised save state interface with 4 overloaded instructions.
-
-Having a standardised overloadable interface simply avoids much of the need for isa extensions for hardware with non standard interfaces and semantics. This is analogous to the way that the standardised overloadable ioctl interface of the kernel almost completely avoids the need for extending the kernel with syscalls for the myriad of hardware devices with their specific interfaces and semantics.  
-
-Since the rs1 input of the overloaded  ext_ctl instruction's are taken by the interface cookie, they are restricted in use compared to a normal R-type instruction (it is possible to pass 12 bits of additional info by or ing it with the cookie). Delegation is also expected to come at a small additional performance price compared to a "native" instruction. This should be an acceptable tradeoff in most cases. 
-
-The expanded flexibility comes at the cost: the standard can specify the semantics of the delegation mechanism and the interfacing with the rest of the cpu, but the actual semantics of the overloaded instructions can only be defined by the designer of the interface. Likewise, a device can be conforming as far as delegation and interaction with the CPU is concerned, but whether the hardware is conforming to the semantics of the interface is outside the scope of spec. Being able to specify that semantics using the methods used for RV itself is clearly very valuable. One impetus for doing that is using it for purposes of its own, effectively freeing opcode space for other purposes. Also, some interfaces may become de facto or de jure standards themselves, necessitating hardware to implement competing interfaces. I.e., facilitating a free for all, may lead to standards proliferation. C'est la vie.  
-
-The only "ISA-collisions" that can still occur are in the 20 bit (~10^6) interface identifier space, with 12 more bits to identify a device on a hart that implements the interface. One suggestion is setting aside 2^19 id's that are handed out for a small fee by a central (automated) registration (making sure the space is not just claimed), while the remaining 2^19 are used as a good hash on a long, plausibly globally unique human readable interface name. This gives implementors the choice between a guaranteed private identifier paying a fee, or relying on low probabilities. The interface identifier could also easily be extended to 42 bits on RV64. 
-
-
-====End RB==
+NOTE: under discussion.
 
 This proposal basically mirrors the concept of POSIX ioctls, providing
 (arbitrarily) 8 functions (opcodes) whose meaning may be over-ridden
@@ -363,141 +346,6 @@ in an object-orientated fashion by calling an "open handle" (and close)
 function (instruction) that switches (redirects) the 8 functions over to
 different opcodes.
 
-
-The "open handle" opcode takes a GUID (globally-unique identifier)
-and an ioctl number, and stores the UUID in a table indexed by the
-ioctl number:
-
-    handle_global_state[8] # stores UUID or index of same 
-
-    def open_handle(uuid, ioctl_num): 
-          handle_global_state[ioctl_num] = uuid 
-
-    def close_handle(ioctl_num): 
-          handle_global_state[ioctl_num] = -1 # clear table entry
-
-         
-"Ioctls" (arbitrarily 8 separate R-type opcodes) then perform a redirect
-based on what the global state for that numbered "ioctl" has been set to:
-
-    def ioctl_fn0(*rargs): # star means "take all arguments as a tuple"
-        if handle_global_state[0] == CUSTOMEXT1UUID: 
-           CUSTOMEXT1_FN0(*rargs) # apply all arguments to function 
-        elif handle_global_state[0] == CUSTOMEXT2UUID: 
-           CUSTOMEXT2_FN0(*rargs) # apply all arguments to function 
-        else:
-            raise Exception("undefined opcode")
-
-=== RB ==
-
-not quite I think. It is more like
-
-// Hardware, implementing interface with UUID 0xABCD
-
-    def A_shutdown(cookie, data):
-       ...
-
-    def A_init(data)
-
-    def A_do_stuff(cookie, data):
-       ...
-
-    def A_do_more_stuff(cookie, data):
-       ...
-
-    interfaceA = {
-                  "shutdown": A_shutdown,
-                  "init":     A_init,
-                  "ctl0":     A_do_stuff, 
-                  "ctl1":     A_do_more_stuff
-                 }
-
-// hardware implementing interface with UUID = 0x1234
-
-    def B_do_things(cookie, data):
-       ...
-    def B_shutdown(cookie, data)
-       ...
-
-    interfaceB = {
-                  "shutdown": B_shutdown,
-                  "ctl0":     B_do_things
-                 }
-
-
-// The CPU being wired to the devices
-
-    cpu_interfaces = {
-                  0xABCD: interfaceA,
-                  0x1234: interfaceB
-                 }
-
-// The functionality that the CPU must implement to use the extension interface
-
-    cpu_open_handles = {}
-  
-    __handleId = 0
-    def new_unused_handle_id()
-        __handleId = __handleId + 1
-        return __handleId
-         
-    def ext_open(uuid, data):
-        interface = cpu_interface[uuid]
-        if interface == NIL:
-            raise Exception("No such interface")
-        
-        handleId = new_unused_handle_id()
-        cpu_open_handles[handleId] = (interface, CurrentVirtualMemoryAddressSpace)
-
-        cookie = A_init(data)                      # Here device takes over
-
-        return (handle_id, cookie)
-
-    def ext_close(handle, data):
-        (handleId, cookie) = handle
-        intf_VMA = cpu_open_handles[handleId]
-        if intf_VMA == NIL:
-             return -1
-
-        (interface, VMA) = intf_VMA
-        if VMA != CurrentVirtualMemoryAddressSpace:
-             return -1
-        assert(interface != NIL)
-        shutdown = interface["shutdown"]
-        if shutdown != NIL:
-
-             err = interface.shutdown(cookie, data)  # Here device takes over
-
-             if err != 0:
-                 return err
-        cpu_open_handles[handleId] = NIL
-        return 0
-
-    def ext_ctl0(handle, data):
-        (handleId, cookie) = handle
-        intf_VMA = cpu_open_handles[handleId]
-        if intf_VMA == NIL:
-             raise Exception("No such interface")   
-
-        (interface, VMA) = intf_VMA
-        if VMA != CurrentVirtualMemoryAddressSpace: 
-             raise Exception("No such interface")  #Disclosing that the interface exists in different address is security hole 
-
-        assert(interface != NIL)
-        ctl0 = interface["ctl0"]
-        if ctl0 == NIL:
-            raise Exception("No such Instruction")
-
-        return ctl0(cookie, data)                  # Here device takes over
-       
-        
-The other ext_ctl's are similar. 
-        
-==End RB==
-
-
-
-      
 The proposal is functionally near-identical to that of the mvendor/march-id
 except extended down to individual opcodes.  As such it could hypothetically
 be proposed as an independent Standard Extension in its own right that extends
@@ -519,8 +367,6 @@ being worthwhile in its own right, and standing on its own merits and
 thus definitely worthwhile pursuing, it is non-trivial and much more
 invasive than the mvendor/march-id WARL concept.
 
-
-
 # Comments, Discussion and analysis
 
 TBD: placeholder as of 26apr2018