cgen/cpu/play.cpu

   1 ; cpu description for debugging and experimental purposes. -*- Scheme -*-
   2 ; This file is part of CGEN.
   3 ; See file COPYING.CGEN for details.
   4 ; Copyright (C) 2000 Red Hat, Inc.
   5 ;
   6 ; This file is for experimental purposes.  Don't expect it to be correct
   7 ; or up to date.
   8
   9 (include "simplify.inc")
  10
  11 (define-arch
  12   (name play) ; name of cpu
  13   (comment "experimental .cpu file")
  14   (insn-lsb0? #t)
  15   (machs playb)
  16   (isas play)
  17 )
  18
  19 (define-isa
  20   (name play)
  21   (base-insn-bitsize 16)
  22   (decode-assist (0 1 2 3))
  23 )
  24
  25 (define-cpu
  26   (name cpuf)
  27   (comment "experimental cpu family")
  28   (endian little)
  29   (word-bitsize 32)
  30 )
  31
  32 (define-mach
  33   (name playb)
  34   (comment "experimental mach")
  35   (cpu cpuf)
  36 )
  37
  38 (define-model
  39   (name test) (comment "test") (attrs)
  40   (mach playb)
  41   ;(pipeline all "" () ((fetch) (decode) (execute) (writeback)))
  42   (unit u-exec "Execution Unit" () 1 1
  43         () () () ())
  44 )
  45 \f
  46 ; Instruction fields.
  47 ; Copies of all the variations.
  48
  49 ; little endian, lsb0? = #f
  50 ;(dnf f-op1       "op1"                 () 0 4)
  51 ;(dnf f-op2       "op2"                 () 4 4)
  52 ;(dnf f-op3       "op3"                 () 8 4)
  53 ;(dnf f-op4       "op4"                 () 12 4)
  54 ;(dnf f-r1        "r1"                  () 8 4)
  55 ;(dnf f-r2        "r2"                  () 12 4)
  56 ;(df  f-simm16     "simm16"             () 16 16 INT #f #f)
  57 ;(df  f-simm16b    "16 bit signed immediate after simm32" () 48 16 INT #f #f)
  58 ;(df  f-simm32     "simm32"             () 16 32 INT #f #f)
  59 ;(df  f-simm32b    "32 bit signed immediate after simm16" () 32 32 INT #f #f)
  60
  61 ; little endian, lsb0? = #t
  62 (dnf f-op1       "op1"                 () 15 4)
  63 (dnf f-op2       "op2"                 () 11 4)
  64 (dnf f-op3       "op3"                 () 7 4)
  65 (dnf f-op4       "op4"                 () 3 4)
  66 (dnf f-r1        "r1"                  () 7 4)
  67 (dnf f-r2        "r2"                  () 3 4)
  68 (df  f-simm16     "simm16"             () 31 16 INT #f #f)
  69 (df  f-simm16b    "16 bit signed immediate after simm32" () 63 16 INT #f #f)
  70 (df  f-simm32     "simm32"             () 47 32 INT #f #f)
  71 (df  f-simm32b    "32 bit signed immediate after simm16" () 63 32 INT #f #f)
  72
  73 ; big endian, lsb0? = #f
  74 ;(dnf f-op1       "op1"                 () 0 4)
  75 ;(dnf f-op2       "op2"                 () 4 4)
  76 ;(dnf f-op3       "op3"                 () 8 4)
  77 ;(dnf f-op4       "op4"                 () 12 4)
  78 ;(dnf f-r1        "r1"                  () 8 4)
  79 ;(dnf f-r2        "r2"                  () 12 4)
  80 ;(df  f-simm16     "simm16"             () 16 16 INT #f #f)
  81 ;(df  f-simm16b    "16 bit signed immediate after simm32" () 48 16 INT #f #f)
  82 ;(df  f-simm32     "simm32"             () 16 32 INT #f #f)
  83 ;(df  f-simm32b    "32 bit signed immediate after simm16" () 32 32 INT #f #f)
  84
  85 ; big endian, lsb0? = #t
  86 ;(dnf f-op1       "op1"                 () 15 4)
  87 ;(dnf f-op2       "op2"                 () 11 4)
  88 ;(dnf f-op3       "op3"                 () 7 4)
  89 ;(dnf f-op4       "op4"                 () 3 4)
  90 ;(dnf f-r1        "r1"                  () 7 4)
  91 ;(dnf f-r2        "r2"                  () 3 4)
  92 ;(df  f-simm16     "simm16"             () 31 16 INT #f #f)
  93 ;(df  f-simm16b    "16 bit signed immediate after simm32" () 63 16 INT #f #f)
  94 ;(df  f-simm32     "simm32"             () 47 32 INT #f #f)
  95 ;(df  f-simm32b    "32 bit signed immediate after simm16" () 63 32 INT #f #f)
  96 \f
  97 (define-normal-insn-enum insn-op1 "insn format enums" () OP1_ f-op1
  98   (.map .str (.iota 16))
  99 )
 100
 101 (define-normal-insn-enum insn-op2 "insn format enums (2)" () OP2_ f-op2
 102   (.map .str (.iota 16))
 103 )
 104
 105 (define-normal-insn-enum insn-op3 "insn format enums (3)" () OP3_ f-op3
 106   (.map .str (.iota 16))
 107 )
 108
 109 (define-normal-insn-enum insn-op4 "insn format enums (4)" () OP4_ f-op4
 110   (.map .str (.iota 16))
 111 )
 112 \f
 113 ; Hardware.
 114
 115 (dnh h-pc "program counter" (PC PROFILE) (pc) () () ())
 116
 117 (define-hardware
 118   (name h-gr)
 119   (comment "general registers")
 120   (attrs PROFILE );CACHE-ADDR)
 121   (type register WI (16))
 122   (indices keyword ""
 123            ( (fp 13) (lr 14) (sp 15)
 124              (r0 0) (r1 1) (r2 2) (r3 3) (r4 4) (r5 5) (r6 6) (r7 7)
 125              (r8 8) (r9 9) (r10 10) (r11 11) (r12 12) (r13 13) (r14 14) (r15 15)
 126              ))
 127 )
 128
 129 (define-hardware
 130   (name h-status)
 131   (comment "status reg")
 132   (type register SI)
 133   (get () (const 0))
 134   (set (newval) (nop))
 135 )
 136
 137 ; These bits are actualy part of the PS register
 138 (dsh h-nbit "negative bit" () (register BI))
 139 (dsh h-zbit "zero     bit" () (register BI))
 140 (dsh h-vbit "overflow bit" () (register BI))
 141 (dsh h-cbit "carry    bit" () (register BI))
 142
 143 (dsh h-df "df test" () (register DF))
 144 (dsh h-tf "tf test" () (register TF))
 145 \f
 146 ; Operand attributes.
 147
 148 (define-attr
 149   (for operand)
 150   (type boolean)
 151   (name HASH-PREFIX)
 152   (comment "immediates have a '#' prefix")
 153 )
 154 \f
 155 ; Operands.
 156
 157 (dnop nbit "negative bit" (SEM-ONLY) h-nbit f-nil)
 158 (dnop vbit "overflow bit" (SEM-ONLY) h-vbit f-nil)
 159 (dnop zbit "zero     bit" (SEM-ONLY) h-zbit f-nil)
 160 (dnop cbit "carry    bit" (SEM-ONLY) h-cbit f-nil)
 161
 162 (dnop dr     "destination register"    () h-gr   f-r1)
 163 (dnop sr     "source register"         () h-gr   f-r2)
 164 (dnop simm16 "16 bit signed immediate" (HASH-PREFIX) h-sint f-simm16)
 165 (dnop simm16b "16 bit signed immediate after simm32" (HASH-PREFIX) h-sint f-simm16b)
 166 (dnop simm32 "32 bit signed immediate" (HASH-PREFIX) h-sint f-simm32)
 167 (dnop simm32b "32 bit signed immediate after simm16" (HASH-PREFIX) h-sint f-simm32b)
 168
 169 ; Note that `df' doesn't work as that is a pmacro.
 170 (dnop df-reg "df reg" () h-df f-nil)
 171 (dnop tf-reg "tf reg" () h-tf f-nil)
 172 \f
 173 ; Instructions.
 174
 175 (dni add "add"
 176      ()
 177      "add $dr,$sr"
 178      ; Use (f-op1 OP1_4) to exercise it.
 179      (+ (f-op1 OP1_4) OP2_0 dr sr)
 180      (sequence ()
 181                (set vbit (add-oflag dr sr (const 0)))
 182                (set cbit (add-cflag dr sr (const 0)))
 183                (set dr (add dr sr))
 184                (set zbit (zflag dr))
 185                (set nbit (nflag dr)))
 186      ()
 187 )
 188
 189 (dni addv2 "add version 2"
 190      ()
 191      "add $dr,$sr"
 192      (+ OP1_4 OP2_1 dr sr)
 193      (sequence ((WI tmp1))
 194                (parallel ()
 195                          (set tmp1 (add dr sr))
 196                          (set vbit (add-oflag dr sr (const 0)))
 197                          (set cbit (add-cflag dr sr (const 0))))
 198                (set zbit (zflag tmp1))
 199                (set nbit (nflag tmp1))
 200                (set dr tmp1)
 201                )
 202      ()
 203 )
 204
 205 (dni addi16 "addi16"
 206      ()
 207      "addi16 $dr,$sr,$simm16"
 208      (+ OP1_4 OP2_2 dr sr simm16)
 209      (set dr (add sr simm16))
 210      ()
 211 )
 212
 213 (dni addi32 "addi32"
 214      ()
 215      "addi32 $dr,$sr,$simm32"
 216      (+ OP1_4 OP2_3 dr sr simm32)
 217      (set dr (add sr simm32))
 218      ()
 219 )
 220
 221 (define-pmacro (reg+ oprnd n)
 222   (reg h-gr (add (index-of oprnd) (const n)))
 223 )
 224
 225 (dni ldm "ldm"
 226      ()
 227      "ldm $dr,$sr"
 228      (+ OP1_5 OP2_2 dr sr)
 229      (sequence ()
 230                (set dr sr)
 231                (set (reg+ dr 1) (reg+ sr 1))
 232                )
 233      ()
 234 )
 235
 236 (dni use-ifield "use-ifield"
 237      ()
 238      "foo $dr,$sr"
 239      (+ OP1_5 OP2_3 dr sr)
 240      (sequence ()
 241                (set dr (ifield f-r2))
 242                )
 243      ()
 244 )
 245
 246 (dni use-index-of "index-of"
 247      ()
 248      "index-of $dr,$sr"
 249      (+ OP1_5 OP2_4 dr sr)
 250      (set dr (reg h-gr (add (index-of sr) (const 1))))
 251      ()
 252 )
 253
 254 (dni load-df "use df"
 255      ()
 256      "load-df df,[$sr]"
 257      (+ OP1_6 OP2_0 OP3_0 sr)
 258      (set df-reg (mem DF sr))
 259      ()
 260 )
 261
 262 (dni make-df "use df"
 263      ()
 264      "make-df df,[$sr]"
 265      (+ OP1_6 OP2_1 OP3_0 sr)
 266      (set df-reg (join DF SI (mem SI sr) (mem SI (add sr (const 4)))))
 267      ()
 268 )
 269
 270 (dni split-df "use df"
 271      ()
 272      "split-df df,[$sr]"
 273      (+ OP1_6 OP2_2 OP3_0 sr)
 274      (sequence ((DF temp))
 275                (set temp df-reg)
 276                (set (concat (SI SI)
 277                              sr
 278                              (reg h-gr (add (regno sr) (const 1))))
 279                     (split DF SI temp))
 280                )
 281      ()
 282 )
 283
 284 (dni load-tf "use tf"
 285      ()
 286      "load-tf tf,[$sr]"
 287      (+ OP1_6 OP2_3 OP3_0 sr)
 288      (set tf-reg (mem TF sr))
 289      ()
 290 )
 291
 292 (dni make-tf "use tf"
 293      ()
 294      "make-tf tf,[$sr]"
 295      (+ OP1_6 OP2_4 OP3_0 sr)
 296      (set tf-reg (join TF SI
 297                     sr
 298                     (reg h-gr (add (regno sr) (const 1)))
 299                     (reg h-gr (add (regno sr) (const 2)))
 300                     (reg h-gr (add (regno sr) (const 3)))))
 301      ()
 302 )
 303
 304 (dni split-tf "use tf"
 305      ()
 306      "split-tf tf,[$sr]"
 307      (+ OP1_6 OP2_5 OP3_0 sr)
 308      (sequence ((TF temp))
 309                (set temp tf-reg)
 310                (set (concat (SI SI SI SI)
 311                              sr
 312                              (reg h-gr (add (regno sr) (const 1)))
 313                              (reg h-gr (add (regno sr) (const 2)))
 314                              (reg h-gr (add (regno sr) (const 3))))
 315                     (split TF SI temp))
 316                )
 317      ()
 318 )
 319
 320 ;;(define-pmacro (no-ext-expr mode expr) expr)
 321 ;;(define-pmacro (ext-expr mode expr) (ext mode expr))
 322 ;;(define-pmacro (zext-expr mode expr) (zext mode expr))
 323
 324 (define-pmacro (load-op suffix op2-op mode ext-op)
 325  (.let (
 326         (no-ext-expr (.pmacro (mode expr) expr))
 327         (ext-expr (.pmacro (mode expr) (ext mode expr)))
 328         (zext-expr (.pmacro (mode expr) (zext mode expr)))
 329          )
 330   (begin
 331     (dni (.sym ld suffix) (.str "ld" suffix)
 332          ()
 333          (.str "ld" suffix " $dr,@@$sr")
 334          (+ OP1_2 op2-op dr sr)
 335          (set dr (ext-op WI (mem mode sr)))
 336          ())
 337   )
 338  )
 339 )
 340
 341 (load-op "" OP2_12 WI no-ext-expr)
 342 (load-op b OP2_8 QI ext-expr)
 343 (load-op h OP2_10 HI ext-expr)
 344 (load-op ub OP2_9 QI zext-expr)
 345 (load-op uh OP2_11 HI zext-expr)