UXL=SXL=MXL
[riscv-isa-sim.git] / riscv / processor.cc
index 706c0bcd050f065bfde559b6ebb17981d115ea4e..664b44d7df1fa5f0b7f8ff6e908e81c8edcf67c5 100644 (file)
@@ -118,7 +118,6 @@ void state_t::reset()
   memset(this, 0, sizeof(*this));
   prv = PRV_M;
   pc = DEFAULT_RSTVEC;
-  mtvec = DEFAULT_MTVEC;
   load_reservation = -1;
   tselect = 0;
   for (unsigned int i = 0; i < num_triggers; i++)
@@ -172,12 +171,22 @@ void processor_t::take_interrupt(reg_t pending_interrupts)
 
   reg_t sie = get_field(state.mstatus, MSTATUS_SIE);
   reg_t s_enabled = state.prv < PRV_S || (state.prv == PRV_S && sie);
-  enabled_interrupts |= pending_interrupts & state.mideleg & -s_enabled;
+  if (enabled_interrupts == 0)
+    enabled_interrupts = pending_interrupts & state.mideleg & -s_enabled;
 
   if (enabled_interrupts)
     throw trap_t(((reg_t)1 << (max_xlen-1)) | ctz(enabled_interrupts));
 }
 
+static int xlen_to_uxl(int xlen)
+{
+  if (xlen == 32)
+    return 1;
+  if (xlen == 64)
+    return 2;
+  abort();
+}
+
 void processor_t::set_privilege(reg_t prv)
 {
   assert(prv <= PRV_M);
@@ -223,7 +232,8 @@ void processor_t::take_trap(trap_t& t, reg_t epc)
   // by default, trap to M-mode, unless delegated to S-mode
   reg_t bit = t.cause();
   reg_t deleg = state.medeleg;
-  if (bit & ((reg_t)1 << (max_xlen-1)))
+  bool interrupt = (bit & ((reg_t)1 << (max_xlen-1))) != 0;
+  if (interrupt)
     deleg = state.mideleg, bit &= ~((reg_t)1 << (max_xlen-1));
   if (state.prv <= PRV_S && bit < max_xlen && ((deleg >> bit) & 1)) {
     // handle the trap in S-mode
@@ -234,20 +244,21 @@ void processor_t::take_trap(trap_t& t, reg_t epc)
       state.sbadaddr = t.get_badaddr();
 
     reg_t s = state.mstatus;
-    s = set_field(s, MSTATUS_SPIE, get_field(s, MSTATUS_UIE << state.prv));
+    s = set_field(s, MSTATUS_SPIE, get_field(s, MSTATUS_SIE));
     s = set_field(s, MSTATUS_SPP, state.prv);
     s = set_field(s, MSTATUS_SIE, 0);
     set_csr(CSR_MSTATUS, s);
     set_privilege(PRV_S);
   } else {
-    state.pc = state.mtvec;
+    reg_t vector = (state.mtvec & 1) && interrupt ? 4*bit : 0;
+    state.pc = (state.mtvec & ~(reg_t)1) + vector;
     state.mepc = epc;
     state.mcause = t.cause();
     if (t.has_badaddr())
       state.mbadaddr = t.get_badaddr();
 
     reg_t s = state.mstatus;
-    s = set_field(s, MSTATUS_MPIE, get_field(s, MSTATUS_UIE << state.prv));
+    s = set_field(s, MSTATUS_MPIE, get_field(s, MSTATUS_MIE));
     s = set_field(s, MSTATUS_MPP, state.prv);
     s = set_field(s, MSTATUS_MIE, 0);
     set_csr(CSR_MSTATUS, s);
@@ -292,12 +303,14 @@ void processor_t::set_csr(int which, reg_t val)
       break;
     case CSR_MSTATUS: {
       if ((val ^ state.mstatus) &
-          (MSTATUS_MPP | MSTATUS_MPRV | MSTATUS_PUM | MSTATUS_MXR))
+          (MSTATUS_MPP | MSTATUS_MPRV | MSTATUS_SUM | MSTATUS_MXR))
         mmu->flush_tlb();
 
       reg_t mask = MSTATUS_SIE | MSTATUS_SPIE | MSTATUS_MIE | MSTATUS_MPIE
-                 | MSTATUS_SPP | MSTATUS_FS | MSTATUS_MPRV | MSTATUS_PUM
-                 | MSTATUS_MPP | MSTATUS_MXR | (ext ? MSTATUS_XS : 0);
+                 | MSTATUS_SPP | MSTATUS_FS | MSTATUS_MPRV | MSTATUS_SUM
+                 | MSTATUS_MPP | MSTATUS_MXR | MSTATUS_TW | MSTATUS_TVM
+                 | MSTATUS_TSR | MSTATUS_UXL | MSTATUS_SXL |
+                 (ext ? MSTATUS_XS : 0);
 
       state.mstatus = (state.mstatus & ~mask) | (val & mask);
 
@@ -308,8 +321,9 @@ void processor_t::set_csr(int which, reg_t val)
       else
         state.mstatus = set_field(state.mstatus, MSTATUS64_SD, dirty);
 
-      // spike supports the notion of xlen < max_xlen, but current priv spec
-      // doesn't provide a mechanism to run RV32 software on an RV64 machine
+      state.mstatus = set_field(state.mstatus, MSTATUS_UXL, xlen_to_uxl(max_xlen));
+      state.mstatus = set_field(state.mstatus, MSTATUS_SXL, xlen_to_uxl(max_xlen));
+      // U-XLEN == S-XLEN == M-XLEN
       xlen = max_xlen;
       break;
     }
@@ -343,15 +357,15 @@ void processor_t::set_csr(int which, reg_t val)
     case CSR_MCYCLEH:
       state.minstret = (val << 32) | (state.minstret << 32 >> 32);
       break;
-    case CSR_MUCOUNTEREN:
-      state.mucounteren = val;
+    case CSR_SCOUNTEREN:
+      state.scounteren = val;
       break;
-    case CSR_MSCOUNTEREN:
-      state.mscounteren = val;
+    case CSR_MCOUNTEREN:
+      state.mcounteren = val;
       break;
     case CSR_SSTATUS: {
       reg_t mask = SSTATUS_SIE | SSTATUS_SPIE | SSTATUS_SPP | SSTATUS_FS
-                 | SSTATUS_XS | SSTATUS_PUM;
+                 | SSTATUS_XS | SSTATUS_SUM | SSTATUS_MXR;
       return set_csr(CSR_MSTATUS, (state.mstatus & ~mask) | (val & mask));
     }
     case CSR_SIP: {
@@ -366,7 +380,8 @@ void processor_t::set_csr(int which, reg_t val)
       if (max_xlen == 32)
         state.sptbr = val & (SPTBR32_PPN | SPTBR32_MODE);
       if (max_xlen == 64 && (get_field(val, SPTBR64_MODE) == SPTBR_MODE_OFF ||
-                             get_field(val, SPTBR64_MODE) >= SPTBR_MODE_SV39))
+                             get_field(val, SPTBR64_MODE) == SPTBR_MODE_SV39 ||
+                             get_field(val, SPTBR64_MODE) == SPTBR_MODE_SV48))
         state.sptbr = val & (SPTBR64_PPN | SPTBR64_MODE);
       break;
     }
@@ -376,7 +391,7 @@ void processor_t::set_csr(int which, reg_t val)
     case CSR_SCAUSE: state.scause = val; break;
     case CSR_SBADADDR: state.sbadaddr = val; break;
     case CSR_MEPC: state.mepc = val; break;
-    case CSR_MTVEC: state.mtvec = val >> 2 << 2; break;
+    case CSR_MTVEC: state.mtvec = val & ~(reg_t)2; break;
     case CSR_MSCRATCH: state.mscratch = val; break;
     case CSR_MCAUSE: state.mcause = val; break;
     case CSR_MBADADDR: state.mbadaddr = val; break;
@@ -455,8 +470,11 @@ void processor_t::set_csr(int which, reg_t val)
 
 reg_t processor_t::get_csr(int which)
 {
-  reg_t ctr_en = state.prv == PRV_U ? state.mucounteren :
-                 state.prv == PRV_S ? state.mscounteren : -1U;
+  uint32_t ctr_en = -1;
+  if (state.prv < PRV_M)
+    ctr_en &= state.mcounteren;
+  if (state.prv < PRV_S)
+    ctr_en &= state.scounteren;
   bool ctr_ok = (ctr_en >> (which & 31)) & 1;
 
   if (ctr_ok) {
@@ -467,7 +485,7 @@ reg_t processor_t::get_csr(int which)
   }
   if (which >= CSR_MHPMCOUNTER3 && which <= CSR_MHPMCOUNTER31)
     return 0;
-  if (xlen == 32 && which >= CSR_MHPMCOUNTER3 && which <= CSR_MHPMCOUNTER31)
+  if (xlen == 32 && which >= CSR_MHPMCOUNTER3H && which <= CSR_MHPMCOUNTER31H)
     return 0;
   if (which >= CSR_MHPMEVENT3 && which <= CSR_MHPMEVENT31)
     return 0;
@@ -502,11 +520,11 @@ reg_t processor_t::get_csr(int which)
       if (xlen == 32)
         return state.minstret >> 32;
       break;
-    case CSR_MUCOUNTEREN: return state.mucounteren;
-    case CSR_MSCOUNTEREN: return state.mscounteren;
+    case CSR_SCOUNTEREN: return state.scounteren;
+    case CSR_MCOUNTEREN: return state.mcounteren;
     case CSR_SSTATUS: {
       reg_t mask = SSTATUS_SIE | SSTATUS_SPIE | SSTATUS_SPP | SSTATUS_FS
-                 | SSTATUS_XS | SSTATUS_PUM;
+                 | SSTATUS_XS | SSTATUS_SUM | SSTATUS_UXL;
       reg_t sstatus = state.mstatus & mask;
       if ((sstatus & SSTATUS_FS) == SSTATUS_FS ||
           (sstatus & SSTATUS_XS) == SSTATUS_XS)
@@ -522,7 +540,10 @@ reg_t processor_t::get_csr(int which)
       if (max_xlen > xlen)
         return state.scause | ((state.scause >> (max_xlen-1)) << (xlen-1));
       return state.scause;
-    case CSR_SPTBR: return state.sptbr;
+    case CSR_SPTBR:
+      if (get_field(state.mstatus, MSTATUS_TVM))
+        require_privilege(PRV_M);
+      return state.sptbr;
     case CSR_SSCRATCH: return state.sscratch;
     case CSR_MSTATUS: return state.mstatus;
     case CSR_MIP: return state.mip;
@@ -596,12 +617,12 @@ reg_t processor_t::get_csr(int which)
     case CSR_DSCRATCH:
       return state.dscratch;
   }
-  throw trap_illegal_instruction();
+  throw trap_illegal_instruction(0);
 }
 
 reg_t illegal_instruction(processor_t* p, insn_t insn, reg_t pc)
 {
-  throw trap_illegal_instruction();
+  throw trap_illegal_instruction(0);
 }
 
 insn_func_t processor_t::decode_insn(insn_t insn)