xref: /qemu/target/ppc/insn32.decode (revision d7c2e2b3)
1#
2# Power ISA decode for 32-bit insns (opcode space 0)
3#
4# Copyright (c) 2021 Instituto de Pesquisas Eldorado (eldorado.org.br)
5#
6# This library is free software; you can redistribute it and/or
7# modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8# License as published by the Free Software Foundation; either
9# version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10#
11# This library is distributed in the hope that it will be useful,
12# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14# Lesser General Public License for more details.
15#
16# You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17# License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18#
19
20&D              rt ra si:int64_t
21@D              ...... rt:5 ra:5 si:s16                 &D
22
23&D_bf           bf l:bool ra imm
24@D_bfs          ...... bf:3 - l:1 ra:5 imm:s16          &D_bf
25@D_bfu          ...... bf:3 - l:1 ra:5 imm:16           &D_bf
26
27%dq_si          4:s12  !function=times_16
28%dq_rtp         22:4   !function=times_2
29@DQ_rtp         ...... ....0 ra:5 ............ ....             &D rt=%dq_rtp si=%dq_si
30
31%dq_rt_tsx      3:1 21:5
32@DQ_TSX         ...... ..... ra:5 ............ ....             &D si=%dq_si rt=%dq_rt_tsx
33
34%rt_tsxp        21:1 22:4 !function=times_2
35@DQ_TSXP        ...... ..... ra:5 ............ ....             &D si=%dq_si rt=%rt_tsxp
36
37%ds_si          2:s14  !function=times_4
38@DS             ...... rt:5 ra:5 .............. ..      &D si=%ds_si
39
40%ds_rtp         22:4   !function=times_2
41@DS_rtp         ...... ....0 ra:5 .............. ..             &D rt=%ds_rtp si=%ds_si
42
43&DX             rt d
44%dx_d           6:s10 16:5 0:1
45@DX             ...... rt:5  ..... .......... ..... .   &DX d=%dx_d
46
47&VA             vrt vra vrb rc
48@VA             ...... vrt:5 vra:5 vrb:5 rc:5 ......    &VA
49
50&VN             vrt vra vrb sh
51@VN             ...... vrt:5 vra:5 vrb:5 .. sh:3 ......         &VN
52
53&VX             vrt vra vrb
54@VX             ...... vrt:5 vra:5 vrb:5 .......... .   &VX
55
56&VX_uim4        vrt uim vrb
57@VX_uim4        ...... vrt:5 . uim:4 vrb:5 ...........  &VX_uim4
58
59&X              rt ra rb
60@X              ...... rt:5 ra:5 rb:5 .......... .      &X
61
62&X_rc           rt ra rb rc:bool
63@X_rc           ...... rt:5 ra:5 rb:5 .......... rc:1           &X_rc
64
65%x_frtp         22:4 !function=times_2
66%x_frap         17:4 !function=times_2
67%x_frbp         12:4 !function=times_2
68@X_tp_ap_bp_rc  ...... ....0 ....0 ....0 .......... rc:1        &X_rc rt=%x_frtp ra=%x_frap rb=%x_frbp
69
70@X_tp_a_bp_rc   ...... ....0 ra:5 ....0 .......... rc:1         &X_rc rt=%x_frtp rb=%x_frbp
71
72&X_tb_rc        rt rb rc:bool
73@X_tb_rc        ...... rt:5 ..... rb:5 .......... rc:1          &X_tb_rc
74
75@X_tbp_rc       ...... ....0 ..... ....0 .......... rc:1        &X_tb_rc rt=%x_frtp rb=%x_frbp
76
77@X_tp_b_rc      ...... ....0 ..... rb:5 .......... rc:1         &X_tb_rc rt=%x_frtp
78
79@X_t_bp_rc      ...... rt:5 ..... ....0 .......... rc:1         &X_tb_rc rb=%x_frbp
80
81&X_bi           rt bi
82@X_bi           ...... rt:5 bi:5 ----- .......... -     &X_bi
83
84&X_bf           bf ra rb
85@X_bf           ...... bf:3 .. ra:5 rb:5 .......... .           &X_bf
86
87@X_bf_ap_bp     ...... bf:3 .. ....0 ....0 .......... .         &X_bf ra=%x_frap rb=%x_frbp
88
89@X_bf_a_bp      ...... bf:3 .. ra:5 ....0 .......... .          &X_bf rb=%x_frbp
90
91&X_bf_uim       bf uim rb
92@X_bf_uim       ...... bf:3 . uim:6 rb:5 .......... .           &X_bf_uim
93
94@X_bf_uim_bp    ...... bf:3 . uim:6 ....0 .......... .          &X_bf_uim rb=%x_frbp
95
96&X_bfl          bf l:bool ra rb
97@X_bfl          ...... bf:3 - l:1 ra:5 rb:5 ..........- &X_bfl
98
99%x_xt           0:1 21:5
100&X_imm8         xt imm:uint8_t
101@X_imm8         ...... ..... .. imm:8 .......... .              &X_imm8 xt=%x_xt
102
103&X_uim5         xt uim:uint8_t
104@X_uim5         ...... ..... ..... uim:5 .......... .           &X_uim5 xt=%x_xt
105
106&X_tb_sp_rc     rt rb sp rc:bool
107@X_tb_sp_rc     ...... rt:5 sp:2 ... rb:5 .......... rc:1       &X_tb_sp_rc
108
109@X_tbp_sp_rc    ...... ....0 sp:2 ... ....0 .......... rc:1     &X_tb_sp_rc rt=%x_frtp rb=%x_frbp
110
111&X_tb_s_rc      rt rb s:bool rc:bool
112@X_tb_s_rc      ...... rt:5 s:1 .... rb:5 .......... rc:1       &X_tb_s_rc
113
114@X_tbp_s_rc     ...... ....0 s:1 .... ....0 .......... rc:1     &X_tb_s_rc rt=%x_frtp rb=%x_frbp
115
116%x_rt_tsx       0:1 21:5
117@X_TSX          ...... ..... ra:5 rb:5 .......... .             &X rt=%x_rt_tsx
118@X_TSXP         ...... ..... ra:5 rb:5 .......... .             &X rt=%rt_tsxp
119
120&X_frtp_vrb     frtp vrb
121@X_frtp_vrb     ...... ....0 ..... vrb:5 .......... .           &X_frtp_vrb frtp=%x_frtp
122
123&X_vrt_frbp     vrt frbp
124@X_vrt_frbp     ...... vrt:5 ..... ....0 .......... .           &X_vrt_frbp frbp=%x_frbp
125
126&XX2            xt xb uim:uint8_t
127%xx2_xt         0:1 21:5
128%xx2_xb         1:1 11:5
129@XX2            ...... ..... ... uim:2 ..... ......... ..       &XX2 xt=%xx2_xt xb=%xx2_xb
130
131&Z22_bf_fra     bf fra dm
132@Z22_bf_fra     ...... bf:3 .. fra:5 dm:6 ......... .           &Z22_bf_fra
133
134%z22_frap       17:4 !function=times_2
135@Z22_bf_frap    ...... bf:3 .. ....0 dm:6 ......... .           &Z22_bf_fra fra=%z22_frap
136
137&Z22_ta_sh_rc   rt ra sh rc:bool
138@Z22_ta_sh_rc   ...... rt:5 ra:5 sh:6 ......... rc:1            &Z22_ta_sh_rc
139
140%z22_frtp       22:4 !function=times_2
141@Z22_tap_sh_rc  ...... ....0 ....0 sh:6 ......... rc:1          &Z22_ta_sh_rc rt=%z22_frtp ra=%z22_frap
142
143&Z23_tab        frt fra frb rmc rc:bool
144@Z23_tab        ...... frt:5 fra:5 frb:5 rmc:2 ........ rc:1    &Z23_tab
145
146%z23_frtp       22:4 !function=times_2
147%z23_frap       17:4 !function=times_2
148%z23_frbp       12:4 !function=times_2
149@Z23_tabp       ...... ....0 ....0 ....0 rmc:2 ........ rc:1    &Z23_tab frt=%z23_frtp fra=%z23_frap frb=%z23_frbp
150
151@Z23_tp_a_bp    ...... ....0 fra:5 ....0 rmc:2 ........ rc:1    &Z23_tab frt=%z23_frtp frb=%z23_frbp
152
153&Z23_tb         frt frb r:bool rmc rc:bool
154@Z23_tb         ...... frt:5 .... r:1 frb:5 rmc:2 ........ rc:1 &Z23_tb
155
156@Z23_tbp        ...... ....0 .... r:1 ....0 rmc:2 ........ rc:1 &Z23_tb frt=%z23_frtp frb=%z23_frbp
157
158&Z23_te_tb      te frt frb rmc rc:bool
159@Z23_te_tb      ...... frt:5 te:5 frb:5 rmc:2 ........ rc:1     &Z23_te_tb
160
161@Z23_te_tbp     ...... ....0 te:5 ....0 rmc:2 ........ rc:1     &Z23_te_tb frt=%z23_frtp frb=%z23_frbp
162
163### Fixed-Point Load Instructions
164
165LBZ             100010 ..... ..... ................     @D
166LBZU            100011 ..... ..... ................     @D
167LBZX            011111 ..... ..... ..... 0001010111 -   @X
168LBZUX           011111 ..... ..... ..... 0001110111 -   @X
169
170LHZ             101000 ..... ..... ................     @D
171LHZU            101001 ..... ..... ................     @D
172LHZX            011111 ..... ..... ..... 0100010111 -   @X
173LHZUX           011111 ..... ..... ..... 0100110111 -   @X
174
175LHA             101010 ..... ..... ................     @D
176LHAU            101011 ..... ..... ................     @D
177LHAX            011111 ..... ..... ..... 0101010111 -   @X
178LHAXU           011111 ..... ..... ..... 0101110111 -   @X
179
180LWZ             100000 ..... ..... ................     @D
181LWZU            100001 ..... ..... ................     @D
182LWZX            011111 ..... ..... ..... 0000010111 -   @X
183LWZUX           011111 ..... ..... ..... 0000110111 -   @X
184
185LWA             111010 ..... ..... ..............10     @DS
186LWAX            011111 ..... ..... ..... 0101010101 -   @X
187LWAUX           011111 ..... ..... ..... 0101110101 -   @X
188
189LD              111010 ..... ..... ..............00     @DS
190LDU             111010 ..... ..... ..............01     @DS
191LDX             011111 ..... ..... ..... 0000010101 -   @X
192LDUX            011111 ..... ..... ..... 0000110101 -   @X
193
194LQ              111000 ..... ..... ............ ----    @DQ_rtp
195
196### Fixed-Point Store Instructions
197
198STB             100110 ..... ..... ................     @D
199STBU            100111 ..... ..... ................     @D
200STBX            011111 ..... ..... ..... 0011010111 -   @X
201STBUX           011111 ..... ..... ..... 0011110111 -   @X
202
203STH             101100 ..... ..... ................     @D
204STHU            101101 ..... ..... ................     @D
205STHX            011111 ..... ..... ..... 0110010111 -   @X
206STHUX           011111 ..... ..... ..... 0110110111 -   @X
207
208STW             100100 ..... ..... ................     @D
209STWU            100101 ..... ..... ................     @D
210STWX            011111 ..... ..... ..... 0010010111 -   @X
211STWUX           011111 ..... ..... ..... 0010110111 -   @X
212
213STD             111110 ..... ..... ..............00     @DS
214STDU            111110 ..... ..... ..............01     @DS
215STDX            011111 ..... ..... ..... 0010010101 -   @X
216STDUX           011111 ..... ..... ..... 0010110101 -   @X
217
218STQ             111110 ..... ..... ..............10     @DS_rtp
219
220### Fixed-Point Compare Instructions
221
222CMP             011111 ... - . ..... ..... 0000000000 - @X_bfl
223CMPL            011111 ... - . ..... ..... 0000100000 - @X_bfl
224CMPI            001011 ... - . ..... ................   @D_bfs
225CMPLI           001010 ... - . ..... ................   @D_bfu
226
227### Fixed-Point Arithmetic Instructions
228
229ADDI            001110 ..... ..... ................     @D
230ADDIS           001111 ..... ..... ................     @D
231
232ADDPCIS         010011 ..... ..... .......... 00010 .   @DX
233
234## Fixed-Point Logical Instructions
235
236CFUGED          011111 ..... ..... ..... 0011011100 -   @X
237CNTLZDM         011111 ..... ..... ..... 0000111011 -   @X
238CNTTZDM         011111 ..... ..... ..... 1000111011 -   @X
239PDEPD           011111 ..... ..... ..... 0010011100 -   @X
240PEXTD           011111 ..... ..... ..... 0010111100 -   @X
241
242### Float-Point Load Instructions
243
244LFS             110000 ..... ..... ................     @D
245LFSU            110001 ..... ..... ................     @D
246LFSX            011111 ..... ..... ..... 1000010111 -   @X
247LFSUX           011111 ..... ..... ..... 1000110111 -   @X
248
249LFD             110010 ..... ..... ................     @D
250LFDU            110011 ..... ..... ................     @D
251LFDX            011111 ..... ..... ..... 1001010111 -   @X
252LFDUX           011111 ..... ..... ..... 1001110111 -   @X
253
254### Float-Point Store Instructions
255
256STFS            110100 ..... ...... ...............     @D
257STFSU           110101 ..... ...... ...............     @D
258STFSX           011111 ..... ...... .... 1010010111 -   @X
259STFSUX          011111 ..... ...... .... 1010110111 -   @X
260
261STFD            110110 ..... ...... ...............     @D
262STFDU           110111 ..... ...... ...............     @D
263STFDX           011111 ..... ...... .... 1011010111 -   @X
264STFDUX          011111 ..... ...... .... 1011110111 -   @X
265
266### Move To/From System Register Instructions
267
268SETBC           011111 ..... ..... ----- 0110000000 -   @X_bi
269SETBCR          011111 ..... ..... ----- 0110100000 -   @X_bi
270SETNBC          011111 ..... ..... ----- 0111000000 -   @X_bi
271SETNBCR         011111 ..... ..... ----- 0111100000 -   @X_bi
272
273### Decimal Floating-Point Arithmetic Instructions
274
275DADD            111011 ..... ..... ..... 0000000010 .   @X_rc
276DADDQ           111111 ..... ..... ..... 0000000010 .   @X_tp_ap_bp_rc
277
278DSUB            111011 ..... ..... ..... 1000000010 .   @X_rc
279DSUBQ           111111 ..... ..... ..... 1000000010 .   @X_tp_ap_bp_rc
280
281DMUL            111011 ..... ..... ..... 0000100010 .   @X_rc
282DMULQ           111111 ..... ..... ..... 0000100010 .   @X_tp_ap_bp_rc
283
284DDIV            111011 ..... ..... ..... 1000100010 .   @X_rc
285DDIVQ           111111 ..... ..... ..... 1000100010 .   @X_tp_ap_bp_rc
286
287### Decimal Floating-Point Compare Instructions
288
289DCMPU           111011 ... -- ..... ..... 1010000010 -  @X_bf
290DCMPUQ          111111 ... -- ..... ..... 1010000010 -  @X_bf_ap_bp
291
292DCMPO           111011 ... -- ..... ..... 0010000010 -  @X_bf
293DCMPOQ          111111 ... -- ..... ..... 0010000010 -  @X_bf_ap_bp
294
295### Decimal Floating-Point Test Instructions
296
297DTSTDC          111011 ... -- ..... ...... 011000010 -  @Z22_bf_fra
298DTSTDCQ         111111 ... -- ..... ...... 011000010 -  @Z22_bf_frap
299
300DTSTDG          111011 ... -- ..... ...... 011100010 -  @Z22_bf_fra
301DTSTDGQ         111111 ... -- ..... ...... 011100010 -  @Z22_bf_frap
302
303DTSTEX          111011 ... -- ..... ..... 0010100010 -  @X_bf
304DTSTEXQ         111111 ... -- ..... ..... 0010100010 -  @X_bf_ap_bp
305
306DTSTSF          111011 ... -- ..... ..... 1010100010 -  @X_bf
307DTSTSFQ         111111 ... -- ..... ..... 1010100010 -  @X_bf_a_bp
308
309DTSTSFI         111011 ... - ...... ..... 1010100011 -  @X_bf_uim
310DTSTSFIQ        111111 ... - ...... ..... 1010100011 -  @X_bf_uim_bp
311
312### Decimal Floating-Point Quantum Adjustment Instructions
313
314DQUAI           111011 ..... ..... ..... .. 01000011 .  @Z23_te_tb
315DQUAIQ          111111 ..... ..... ..... .. 01000011 .  @Z23_te_tbp
316
317DQUA            111011 ..... ..... ..... .. 00000011 .  @Z23_tab
318DQUAQ           111111 ..... ..... ..... .. 00000011 .  @Z23_tabp
319
320DRRND           111011 ..... ..... ..... .. 00100011 .  @Z23_tab
321DRRNDQ          111111 ..... ..... ..... .. 00100011 .  @Z23_tp_a_bp
322
323DRINTX          111011 ..... ---- . ..... .. 01100011 . @Z23_tb
324DRINTXQ         111111 ..... ---- . ..... .. 01100011 . @Z23_tbp
325
326DRINTN          111011 ..... ---- . ..... .. 11100011 . @Z23_tb
327DRINTNQ         111111 ..... ---- . ..... .. 11100011 . @Z23_tbp
328
329### Decimal Floating-Point Conversion Instructions
330
331DCTDP           111011 ..... ----- ..... 0100000010 .   @X_tb_rc
332DCTQPQ          111111 ..... ----- ..... 0100000010 .   @X_tp_b_rc
333
334DRSP            111011 ..... ----- ..... 1100000010 .   @X_tb_rc
335DRDPQ           111111 ..... ----- ..... 1100000010 .   @X_tbp_rc
336
337DCFFIX          111011 ..... ----- ..... 1100100010 .   @X_tb_rc
338DCFFIXQ         111111 ..... ----- ..... 1100100010 .   @X_tp_b_rc
339DCFFIXQQ        111111 ..... 00000 ..... 1111100010 -   @X_frtp_vrb
340
341DCTFIX          111011 ..... ----- ..... 0100100010 .   @X_tb_rc
342DCTFIXQ         111111 ..... ----- ..... 0100100010 .   @X_t_bp_rc
343DCTFIXQQ        111111 ..... 00001 ..... 1111100010 -   @X_vrt_frbp
344
345### Decimal Floating-Point Format Instructions
346
347DDEDPD          111011 ..... .. --- ..... 0101000010 .  @X_tb_sp_rc
348DDEDPDQ         111111 ..... .. --- ..... 0101000010 .  @X_tbp_sp_rc
349
350DENBCD          111011 ..... . ---- ..... 1101000010 .  @X_tb_s_rc
351DENBCDQ         111111 ..... . ---- ..... 1101000010 .  @X_tbp_s_rc
352
353DXEX            111011 ..... ----- ..... 0101100010 .   @X_tb_rc
354DXEXQ           111111 ..... ----- ..... 0101100010 .   @X_t_bp_rc
355
356DIEX            111011 ..... ..... ..... 1101100010 .   @X_rc
357DIEXQ           111111 ..... ..... ..... 1101100010 .   @X_tp_a_bp_rc
358
359DSCLI           111011 ..... ..... ...... 001000010 .   @Z22_ta_sh_rc
360DSCLIQ          111111 ..... ..... ...... 001000010 .   @Z22_tap_sh_rc
361
362DSCRI           111011 ..... ..... ...... 001100010 .   @Z22_ta_sh_rc
363DSCRIQ          111111 ..... ..... ...... 001100010 .   @Z22_tap_sh_rc
364
365## Vector Bit Manipulation Instruction
366
367VCFUGED         000100 ..... ..... ..... 10101001101    @VX
368VCLZDM          000100 ..... ..... ..... 11110000100    @VX
369VCTZDM          000100 ..... ..... ..... 11111000100    @VX
370VPDEPD          000100 ..... ..... ..... 10111001101    @VX
371VPEXTD          000100 ..... ..... ..... 10110001101    @VX
372
373## Vector Permute and Formatting Instruction
374
375VEXTDUBVLX      000100 ..... ..... ..... ..... 011000   @VA
376VEXTDUBVRX      000100 ..... ..... ..... ..... 011001   @VA
377VEXTDUHVLX      000100 ..... ..... ..... ..... 011010   @VA
378VEXTDUHVRX      000100 ..... ..... ..... ..... 011011   @VA
379VEXTDUWVLX      000100 ..... ..... ..... ..... 011100   @VA
380VEXTDUWVRX      000100 ..... ..... ..... ..... 011101   @VA
381VEXTDDVLX       000100 ..... ..... ..... ..... 011110   @VA
382VEXTDDVRX       000100 ..... ..... ..... ..... 011111   @VA
383
384VINSERTB        000100 ..... - .... ..... 01100001101   @VX_uim4
385VINSERTH        000100 ..... - .... ..... 01101001101   @VX_uim4
386VINSERTW        000100 ..... - .... ..... 01110001101   @VX_uim4
387VINSERTD        000100 ..... - .... ..... 01111001101   @VX_uim4
388
389VINSBLX         000100 ..... ..... ..... 01000001111    @VX
390VINSBRX         000100 ..... ..... ..... 01100001111    @VX
391VINSHLX         000100 ..... ..... ..... 01001001111    @VX
392VINSHRX         000100 ..... ..... ..... 01101001111    @VX
393VINSWLX         000100 ..... ..... ..... 01010001111    @VX
394VINSWRX         000100 ..... ..... ..... 01110001111    @VX
395VINSDLX         000100 ..... ..... ..... 01011001111    @VX
396VINSDRX         000100 ..... ..... ..... 01111001111    @VX
397
398VINSW           000100 ..... - .... ..... 00011001111   @VX_uim4
399VINSD           000100 ..... - .... ..... 00111001111   @VX_uim4
400
401VINSBVLX        000100 ..... ..... ..... 00000001111    @VX
402VINSBVRX        000100 ..... ..... ..... 00100001111    @VX
403VINSHVLX        000100 ..... ..... ..... 00001001111    @VX
404VINSHVRX        000100 ..... ..... ..... 00101001111    @VX
405VINSWVLX        000100 ..... ..... ..... 00010001111    @VX
406VINSWVRX        000100 ..... ..... ..... 00110001111    @VX
407
408VSLDBI          000100 ..... ..... ..... 00 ... 010110  @VN
409VSRDBI          000100 ..... ..... ..... 01 ... 010110  @VN
410
411# VSX Load/Store Instructions
412
413LXV             111101 ..... ..... ............ . 001   @DQ_TSX
414STXV            111101 ..... ..... ............ . 101   @DQ_TSX
415LXVP            000110 ..... ..... ............ 0000    @DQ_TSXP
416STXVP           000110 ..... ..... ............ 0001    @DQ_TSXP
417LXVX            011111 ..... ..... ..... 0100 - 01100 . @X_TSX
418STXVX           011111 ..... ..... ..... 0110001100 .   @X_TSX
419LXVPX           011111 ..... ..... ..... 0101001101 -   @X_TSXP
420STXVPX          011111 ..... ..... ..... 0111001101 -   @X_TSXP
421
422## VSX splat instruction
423
424XXSPLTIB        111100 ..... 00 ........ 0101101000 .   @X_imm8
425XXSPLTW         111100 ..... ---.. ..... 010100100 . .  @XX2
426
427## VSX Vector Load Special Value Instruction
428
429LXVKQ           111100 ..... 11111 ..... 0101101000 .   @X_uim5
430