Merge pull request #156 from p12nGH/noncontiguous_harts
[riscv-isa-sim.git] / spike_main / disasm.cc
index 10bd20481c8c32e24917379ea087c46d0f52625e..49f4de2ed802256e14c4d97e446e16a8544846a6 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;
@@ -120,13 +124,137 @@ struct : public arg_t {
   }
 } jump_target;
 
-std::string disassembler_t::disassemble(insn_t insn)
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return xpr_name[insn.rvc_rs1()];
+  }
+} rvc_rs1;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return xpr_name[insn.rvc_rs2()];
+  }
+} rvc_rs2;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return xpr_name[insn.rvc_rs1s()];
+  }
+} rvc_rs1s;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return xpr_name[insn.rvc_rs2s()];
+  }
+} rvc_rs2s;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return xpr_name[X_SP];
+  }
+} rvc_sp;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return std::to_string((int)insn.rvc_imm());
+  }
+} rvc_imm;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return std::to_string((int)insn.rvc_addi4spn_imm());
+  }
+} rvc_addi4spn_imm;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return std::to_string((int)insn.rvc_addi16sp_imm());
+  }
+} rvc_addi16sp_imm;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return std::to_string((int)insn.rvc_lwsp_imm());
+  }
+} rvc_lwsp_imm;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return std::to_string((int)(insn.rvc_imm() & 0x3f));
+  }
+} rvc_shamt;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    std::stringstream s;
+    s << std::hex << "0x" << (uint32_t)insn.rvc_imm();
+    return s.str();
+  }
+} rvc_uimm;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return std::to_string((int)insn.rvc_lwsp_imm()) + '(' + xpr_name[X_SP] + ')';
+  }
+} rvc_lwsp_address;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return std::to_string((int)insn.rvc_ldsp_imm()) + '(' + xpr_name[X_SP] + ')';
+  }
+} rvc_ldsp_address;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return std::to_string((int)insn.rvc_swsp_imm()) + '(' + xpr_name[X_SP] + ')';
+  }
+} rvc_swsp_address;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return std::to_string((int)insn.rvc_sdsp_imm()) + '(' + xpr_name[X_SP] + ')';
+  }
+} rvc_sdsp_address;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return std::to_string((int)insn.rvc_lw_imm()) + '(' + xpr_name[insn.rvc_rs1s()] + ')';
+  }
+} rvc_lw_address;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    return std::to_string((int)insn.rvc_ld_imm()) + '(' + xpr_name[insn.rvc_rs1s()] + ')';
+  }
+} rvc_ld_address;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    std::stringstream s;
+    int32_t target = insn.rvc_b_imm();
+    char sign = target >= 0 ? '+' : '-';
+    s << "pc " << sign << ' ' << abs(target);
+    return s.str();
+  }
+} rvc_branch_target;
+
+struct : public arg_t {
+  std::string to_string(insn_t insn) const {
+    std::stringstream s;
+    int32_t target = insn.rvc_j_imm();
+    char sign = target >= 0 ? '+' : '-';
+    s << "pc " << sign << ' ' << abs(target);
+    return s.str();
+  }
+} rvc_jump_target;
+
+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;
@@ -134,6 +262,9 @@ disassembler_t::disassembler_t()
   const uint32_t match_rs1_ra = 1UL << 15;
   const uint32_t mask_rs2 = 0x1fUL << 20;
   const uint32_t mask_imm = 0xfffUL << 20;
+  const uint32_t match_imm_1 = 1UL << 20;
+  const uint32_t mask_rvc_rs2 = 0x1fUL << 2;
+  const uint32_t mask_rvc_imm = mask_rvc_rs2 | 0x1000UL;
 
   #define DECLARE_INSN(code, match, mask) \
    const uint32_t match_##code = match; \
@@ -205,15 +336,16 @@ disassembler_t::disassembler_t()
 
   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}));
   add_insn(new disasm_insn_t("jal", match_jal, mask_jal, {&xrd, &jump_target}));
 
-  DEFINE_B0TYPE("b",    beq);
   DEFINE_B1TYPE("beqz", beq);
   DEFINE_B1TYPE("bnez", bne);
   DEFINE_B1TYPE("bltz", blt);
@@ -236,16 +368,19 @@ disassembler_t::disassembler_t()
   add_insn(new disasm_insn_t("nop", match_addi, mask_addi | mask_rd | mask_rs1 | mask_imm, {}));
   add_insn(new disasm_insn_t(" - ", match_xor, mask_xor | mask_rd | mask_rs1 | mask_rs2, {})); // for machine-generated bubbles
   DEFINE_I0TYPE("li", addi);
-  DEFINE_I1TYPE("move", 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(ori);
   DEFINE_ITYPE(andi);
+  DEFINE_I1TYPE("sext.w", addiw);
   DEFINE_ITYPE(addiw);
   DEFINE_ITYPE(slliw);
   DEFINE_ITYPE(srliw);
@@ -255,6 +390,7 @@ disassembler_t::disassembler_t()
   DEFINE_RTYPE(sub);
   DEFINE_RTYPE(sll);
   DEFINE_RTYPE(slt);
+  add_insn(new disasm_insn_t("snez", match_sltu, mask_sltu | mask_rs1, {&xrd, &xrs2}));
   DEFINE_RTYPE(sltu);
   DEFINE_RTYPE(xor);
   DEFINE_RTYPE(srl);
@@ -280,20 +416,27 @@ 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(fence);
   DEFINE_NOARG(fence_i);
 
   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}));
+  add_insn(new disasm_insn_t("csrs", match_csrrs, mask_csrrs | mask_rd, {&csr, &xrs1}));
+  add_insn(new disasm_insn_t("csrc", match_csrrc, mask_csrrc | mask_rd, {&csr, &xrs1}));
+  add_insn(new disasm_insn_t("csrwi", match_csrrwi, mask_csrrwi | mask_rd, {&csr, &zimm5}));
+  add_insn(new disasm_insn_t("csrsi", match_csrrsi, mask_csrrsi | mask_rd, {&csr, &zimm5}));
+  add_insn(new disasm_insn_t("csrci", match_csrrci, mask_csrrci | mask_rd, {&csr, &zimm5}));
   add_insn(new disasm_insn_t("csrrw", match_csrrw, mask_csrrw, {&xrd, &csr, &xrs1}));
   add_insn(new disasm_insn_t("csrrs", match_csrrs, mask_csrrs, {&xrd, &csr, &xrs1}));
   add_insn(new disasm_insn_t("csrrc", match_csrrc, mask_csrrc, {&xrd, &csr, &xrs1}));
   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);
@@ -310,18 +453,19 @@ 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(fmv_x_w);
   DEFINE_FXTYPE(feq_s);
   DEFINE_FXTYPE(flt_s);
   DEFINE_FXTYPE(fle_s);
@@ -341,6 +485,7 @@ 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);
@@ -357,6 +502,80 @@ disassembler_t::disassembler_t()
   DEFINE_FXTYPE(flt_d);
   DEFINE_FXTYPE(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_FXTYPE(feq_q);
+  DEFINE_FXTYPE(flt_q);
+  DEFINE_FXTYPE(fle_q);
+
+  DISASM_INSN("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("jr", c_jr, mask_rvc_imm, {&rvc_rs1});
+  DISASM_INSN("jalr", c_jalr, mask_rvc_imm, {&rvc_rs1});
+  DISASM_INSN("nop", c_addi, mask_rd | mask_rvc_imm, {});
+  DISASM_INSN("addi", c_addi16sp, 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("slli", c_slli, 0, {&xrd, &rvc_shamt});
+  DISASM_INSN("mv", c_mv, 0, {&xrd, &rvc_rs2});
+  DISASM_INSN("add", c_add, 0, {&xrd, &xrd, &rvc_rs2});
+  DISASM_INSN("addw", c_addw, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_rs1s, &rvc_rs2s});
+  DISASM_INSN("sub", c_sub, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_rs1s, &rvc_rs2s});
+  DISASM_INSN("subw", c_subw, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_rs1s, &rvc_rs2s});
+  DISASM_INSN("and", c_and, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_rs1s, &rvc_rs2s});
+  DISASM_INSN("or", c_or, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_rs1s, &rvc_rs2s});
+  DISASM_INSN("xor", c_xor, 0, {&rvc_rs1s, &rvc_rs1s, &rvc_rs2s});
+  DISASM_INSN("lw", c_lwsp, 0, {&xrd, &rvc_lwsp_address});
+  DISASM_INSN("fld", c_fld, 0, {&rvc_rs2s, &rvc_ld_address});
+  DISASM_INSN("sw", c_swsp, 0, {&rvc_rs2, &rvc_swsp_address});
+  DISASM_INSN("lw", c_lw, 0, {&rvc_rs2s, &rvc_lw_address});
+  DISASM_INSN("sw", c_sw, 0, {&rvc_rs2s, &rvc_lw_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});
+
+  if (xlen == 32) {
+    DISASM_INSN("flw", c_flw, 0, {&rvc_rs2s, &rvc_lw_address});
+    DISASM_INSN("flw", c_flwsp, 0, {&xrd, &rvc_lwsp_address});
+    DISASM_INSN("fsw", c_fsw, 0, {&rvc_rs2s, &rvc_lw_address});
+    DISASM_INSN("fsw", c_fswsp, 0, {&rvc_rs2, &rvc_swsp_address});
+    DISASM_INSN("jal", c_jal, 0, {&rvc_jump_target});
+  } else {
+    DISASM_INSN("ld", c_ld, 0, {&rvc_rs2s, &rvc_ld_address});
+    DISASM_INSN("ld", c_ldsp, 0, {&xrd, &rvc_ldsp_address});
+    DISASM_INSN("sd", c_sd, 0, {&rvc_rs2s, &rvc_ld_address});
+    DISASM_INSN("sd", c_sdsp, 0, {&rvc_rs2, &rvc_sdsp_address});
+    DISASM_INSN("addiw", c_addiw, 0, {&xrd, &xrd, &rvc_imm});
+  }
+
   // provide a default disassembly for all instructions as a fallback
   #define DECLARE_INSN(code, match, mask) \
    add_insn(new disasm_insn_t(#code " (args unknown)", match, mask, {}));
@@ -364,7 +583,7 @@ 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++)