]> Git Repo - qemu.git/blob - target/arm/translate-a64.c
Merge remote-tracking branch 'remotes/pmaydell/tags/pull-target-arm-20190201' into...
[qemu.git] / target / arm / translate-a64.c
1 /*
2  *  AArch64 translation
3  *
4  *  Copyright (c) 2013 Alexander Graf <[email protected]>
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 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 #include "qemu/osdep.h"
20
21 #include "cpu.h"
22 #include "exec/exec-all.h"
23 #include "tcg-op.h"
24 #include "tcg-op-gvec.h"
25 #include "qemu/log.h"
26 #include "arm_ldst.h"
27 #include "translate.h"
28 #include "internals.h"
29 #include "qemu/host-utils.h"
30
31 #include "exec/semihost.h"
32 #include "exec/gen-icount.h"
33
34 #include "exec/helper-proto.h"
35 #include "exec/helper-gen.h"
36 #include "exec/log.h"
37
38 #include "trace-tcg.h"
39 #include "translate-a64.h"
40 #include "qemu/atomic128.h"
41
42 static TCGv_i64 cpu_X[32];
43 static TCGv_i64 cpu_pc;
44
45 /* Load/store exclusive handling */
46 static TCGv_i64 cpu_exclusive_high;
47
48 static const char *regnames[] = {
49     "x0", "x1", "x2", "x3", "x4", "x5", "x6", "x7",
50     "x8", "x9", "x10", "x11", "x12", "x13", "x14", "x15",
51     "x16", "x17", "x18", "x19", "x20", "x21", "x22", "x23",
52     "x24", "x25", "x26", "x27", "x28", "x29", "lr", "sp"
53 };
54
55 enum a64_shift_type {
56     A64_SHIFT_TYPE_LSL = 0,
57     A64_SHIFT_TYPE_LSR = 1,
58     A64_SHIFT_TYPE_ASR = 2,
59     A64_SHIFT_TYPE_ROR = 3
60 };
61
62 /* Table based decoder typedefs - used when the relevant bits for decode
63  * are too awkwardly scattered across the instruction (eg SIMD).
64  */
65 typedef void AArch64DecodeFn(DisasContext *s, uint32_t insn);
66
67 typedef struct AArch64DecodeTable {
68     uint32_t pattern;
69     uint32_t mask;
70     AArch64DecodeFn *disas_fn;
71 } AArch64DecodeTable;
72
73 /* Function prototype for gen_ functions for calling Neon helpers */
74 typedef void NeonGenOneOpEnvFn(TCGv_i32, TCGv_ptr, TCGv_i32);
75 typedef void NeonGenTwoOpFn(TCGv_i32, TCGv_i32, TCGv_i32);
76 typedef void NeonGenTwoOpEnvFn(TCGv_i32, TCGv_ptr, TCGv_i32, TCGv_i32);
77 typedef void NeonGenTwo64OpFn(TCGv_i64, TCGv_i64, TCGv_i64);
78 typedef void NeonGenTwo64OpEnvFn(TCGv_i64, TCGv_ptr, TCGv_i64, TCGv_i64);
79 typedef void NeonGenNarrowFn(TCGv_i32, TCGv_i64);
80 typedef void NeonGenNarrowEnvFn(TCGv_i32, TCGv_ptr, TCGv_i64);
81 typedef void NeonGenWidenFn(TCGv_i64, TCGv_i32);
82 typedef void NeonGenTwoSingleOPFn(TCGv_i32, TCGv_i32, TCGv_i32, TCGv_ptr);
83 typedef void NeonGenTwoDoubleOPFn(TCGv_i64, TCGv_i64, TCGv_i64, TCGv_ptr);
84 typedef void NeonGenOneOpFn(TCGv_i64, TCGv_i64);
85 typedef void CryptoTwoOpFn(TCGv_ptr, TCGv_ptr);
86 typedef void CryptoThreeOpIntFn(TCGv_ptr, TCGv_ptr, TCGv_i32);
87 typedef void CryptoThreeOpFn(TCGv_ptr, TCGv_ptr, TCGv_ptr);
88 typedef void AtomicThreeOpFn(TCGv_i64, TCGv_i64, TCGv_i64, TCGArg, TCGMemOp);
89
90 /* initialize TCG globals.  */
91 void a64_translate_init(void)
92 {
93     int i;
94
95     cpu_pc = tcg_global_mem_new_i64(cpu_env,
96                                     offsetof(CPUARMState, pc),
97                                     "pc");
98     for (i = 0; i < 32; i++) {
99         cpu_X[i] = tcg_global_mem_new_i64(cpu_env,
100                                           offsetof(CPUARMState, xregs[i]),
101                                           regnames[i]);
102     }
103
104     cpu_exclusive_high = tcg_global_mem_new_i64(cpu_env,
105         offsetof(CPUARMState, exclusive_high), "exclusive_high");
106 }
107
108 static inline int get_a64_user_mem_index(DisasContext *s)
109 {
110     /* Return the core mmu_idx to use for A64 "unprivileged load/store" insns:
111      *  if EL1, access as if EL0; otherwise access at current EL
112      */
113     ARMMMUIdx useridx;
114
115     switch (s->mmu_idx) {
116     case ARMMMUIdx_S12NSE1:
117         useridx = ARMMMUIdx_S12NSE0;
118         break;
119     case ARMMMUIdx_S1SE1:
120         useridx = ARMMMUIdx_S1SE0;
121         break;
122     case ARMMMUIdx_S2NS:
123         g_assert_not_reached();
124     default:
125         useridx = s->mmu_idx;
126         break;
127     }
128     return arm_to_core_mmu_idx(useridx);
129 }
130
131 void aarch64_cpu_dump_state(CPUState *cs, FILE *f,
132                             fprintf_function cpu_fprintf, int flags)
133 {
134     ARMCPU *cpu = ARM_CPU(cs);
135     CPUARMState *env = &cpu->env;
136     uint32_t psr = pstate_read(env);
137     int i;
138     int el = arm_current_el(env);
139     const char *ns_status;
140
141     cpu_fprintf(f, " PC=%016" PRIx64 " ", env->pc);
142     for (i = 0; i < 32; i++) {
143         if (i == 31) {
144             cpu_fprintf(f, " SP=%016" PRIx64 "\n", env->xregs[i]);
145         } else {
146             cpu_fprintf(f, "X%02d=%016" PRIx64 "%s", i, env->xregs[i],
147                         (i + 2) % 3 ? " " : "\n");
148         }
149     }
150
151     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL3) && el != 3) {
152         ns_status = env->cp15.scr_el3 & SCR_NS ? "NS " : "S ";
153     } else {
154         ns_status = "";
155     }
156     cpu_fprintf(f, "PSTATE=%08x %c%c%c%c %sEL%d%c",
157                 psr,
158                 psr & PSTATE_N ? 'N' : '-',
159                 psr & PSTATE_Z ? 'Z' : '-',
160                 psr & PSTATE_C ? 'C' : '-',
161                 psr & PSTATE_V ? 'V' : '-',
162                 ns_status,
163                 el,
164                 psr & PSTATE_SP ? 'h' : 't');
165
166     if (!(flags & CPU_DUMP_FPU)) {
167         cpu_fprintf(f, "\n");
168         return;
169     }
170     if (fp_exception_el(env, el) != 0) {
171         cpu_fprintf(f, "    FPU disabled\n");
172         return;
173     }
174     cpu_fprintf(f, "     FPCR=%08x FPSR=%08x\n",
175                 vfp_get_fpcr(env), vfp_get_fpsr(env));
176
177     if (cpu_isar_feature(aa64_sve, cpu) && sve_exception_el(env, el) == 0) {
178         int j, zcr_len = sve_zcr_len_for_el(env, el);
179
180         for (i = 0; i <= FFR_PRED_NUM; i++) {
181             bool eol;
182             if (i == FFR_PRED_NUM) {
183                 cpu_fprintf(f, "FFR=");
184                 /* It's last, so end the line.  */
185                 eol = true;
186             } else {
187                 cpu_fprintf(f, "P%02d=", i);
188                 switch (zcr_len) {
189                 case 0:
190                     eol = i % 8 == 7;
191                     break;
192                 case 1:
193                     eol = i % 6 == 5;
194                     break;
195                 case 2:
196                 case 3:
197                     eol = i % 3 == 2;
198                     break;
199                 default:
200                     /* More than one quadword per predicate.  */
201                     eol = true;
202                     break;
203                 }
204             }
205             for (j = zcr_len / 4; j >= 0; j--) {
206                 int digits;
207                 if (j * 4 + 4 <= zcr_len + 1) {
208                     digits = 16;
209                 } else {
210                     digits = (zcr_len % 4 + 1) * 4;
211                 }
212                 cpu_fprintf(f, "%0*" PRIx64 "%s", digits,
213                             env->vfp.pregs[i].p[j],
214                             j ? ":" : eol ? "\n" : " ");
215             }
216         }
217
218         for (i = 0; i < 32; i++) {
219             if (zcr_len == 0) {
220                 cpu_fprintf(f, "Z%02d=%016" PRIx64 ":%016" PRIx64 "%s",
221                             i, env->vfp.zregs[i].d[1],
222                             env->vfp.zregs[i].d[0], i & 1 ? "\n" : " ");
223             } else if (zcr_len == 1) {
224                 cpu_fprintf(f, "Z%02d=%016" PRIx64 ":%016" PRIx64
225                             ":%016" PRIx64 ":%016" PRIx64 "\n",
226                             i, env->vfp.zregs[i].d[3], env->vfp.zregs[i].d[2],
227                             env->vfp.zregs[i].d[1], env->vfp.zregs[i].d[0]);
228             } else {
229                 for (j = zcr_len; j >= 0; j--) {
230                     bool odd = (zcr_len - j) % 2 != 0;
231                     if (j == zcr_len) {
232                         cpu_fprintf(f, "Z%02d[%x-%x]=", i, j, j - 1);
233                     } else if (!odd) {
234                         if (j > 0) {
235                             cpu_fprintf(f, "   [%x-%x]=", j, j - 1);
236                         } else {
237                             cpu_fprintf(f, "     [%x]=", j);
238                         }
239                     }
240                     cpu_fprintf(f, "%016" PRIx64 ":%016" PRIx64 "%s",
241                                 env->vfp.zregs[i].d[j * 2 + 1],
242                                 env->vfp.zregs[i].d[j * 2],
243                                 odd || j == 0 ? "\n" : ":");
244                 }
245             }
246         }
247     } else {
248         for (i = 0; i < 32; i++) {
249             uint64_t *q = aa64_vfp_qreg(env, i);
250             cpu_fprintf(f, "Q%02d=%016" PRIx64 ":%016" PRIx64 "%s",
251                         i, q[1], q[0], (i & 1 ? "\n" : " "));
252         }
253     }
254 }
255
256 void gen_a64_set_pc_im(uint64_t val)
257 {
258     tcg_gen_movi_i64(cpu_pc, val);
259 }
260
261 /* Load the PC from a generic TCG variable.
262  *
263  * If address tagging is enabled via the TCR TBI bits, then loading
264  * an address into the PC will clear out any tag in it:
265  *  + for EL2 and EL3 there is only one TBI bit, and if it is set
266  *    then the address is zero-extended, clearing bits [63:56]
267  *  + for EL0 and EL1, TBI0 controls addresses with bit 55 == 0
268  *    and TBI1 controls addressses with bit 55 == 1.
269  *    If the appropriate TBI bit is set for the address then
270  *    the address is sign-extended from bit 55 into bits [63:56]
271  *
272  * We can avoid doing this for relative-branches, because the
273  * PC + offset can never overflow into the tag bits (assuming
274  * that virtual addresses are less than 56 bits wide, as they
275  * are currently), but we must handle it for branch-to-register.
276  */
277 static void gen_a64_set_pc(DisasContext *s, TCGv_i64 src)
278 {
279     /* Note that TBII is TBI1:TBI0.  */
280     int tbi = s->tbii;
281
282     if (s->current_el <= 1) {
283         if (tbi != 0) {
284             /* Sign-extend from bit 55.  */
285             tcg_gen_sextract_i64(cpu_pc, src, 0, 56);
286
287             if (tbi != 3) {
288                 TCGv_i64 tcg_zero = tcg_const_i64(0);
289
290                 /*
291                  * The two TBI bits differ.
292                  * If tbi0, then !tbi1: only use the extension if positive.
293                  * if !tbi0, then tbi1: only use the extension if negative.
294                  */
295                 tcg_gen_movcond_i64(tbi == 1 ? TCG_COND_GE : TCG_COND_LT,
296                                     cpu_pc, cpu_pc, tcg_zero, cpu_pc, src);
297                 tcg_temp_free_i64(tcg_zero);
298             }
299             return;
300         }
301     } else {
302         if (tbi != 0) {
303             /* Force tag byte to all zero */
304             tcg_gen_extract_i64(cpu_pc, src, 0, 56);
305             return;
306         }
307     }
308
309     /* Load unmodified address */
310     tcg_gen_mov_i64(cpu_pc, src);
311 }
312
313 typedef struct DisasCompare64 {
314     TCGCond cond;
315     TCGv_i64 value;
316 } DisasCompare64;
317
318 static void a64_test_cc(DisasCompare64 *c64, int cc)
319 {
320     DisasCompare c32;
321
322     arm_test_cc(&c32, cc);
323
324     /* Sign-extend the 32-bit value so that the GE/LT comparisons work
325        * properly.  The NE/EQ comparisons are also fine with this choice.  */
326     c64->cond = c32.cond;
327     c64->value = tcg_temp_new_i64();
328     tcg_gen_ext_i32_i64(c64->value, c32.value);
329
330     arm_free_cc(&c32);
331 }
332
333 static void a64_free_cc(DisasCompare64 *c64)
334 {
335     tcg_temp_free_i64(c64->value);
336 }
337
338 static void gen_exception_internal(int excp)
339 {
340     TCGv_i32 tcg_excp = tcg_const_i32(excp);
341
342     assert(excp_is_internal(excp));
343     gen_helper_exception_internal(cpu_env, tcg_excp);
344     tcg_temp_free_i32(tcg_excp);
345 }
346
347 static void gen_exception(int excp, uint32_t syndrome, uint32_t target_el)
348 {
349     TCGv_i32 tcg_excp = tcg_const_i32(excp);
350     TCGv_i32 tcg_syn = tcg_const_i32(syndrome);
351     TCGv_i32 tcg_el = tcg_const_i32(target_el);
352
353     gen_helper_exception_with_syndrome(cpu_env, tcg_excp,
354                                        tcg_syn, tcg_el);
355     tcg_temp_free_i32(tcg_el);
356     tcg_temp_free_i32(tcg_syn);
357     tcg_temp_free_i32(tcg_excp);
358 }
359
360 static void gen_exception_internal_insn(DisasContext *s, int offset, int excp)
361 {
362     gen_a64_set_pc_im(s->pc - offset);
363     gen_exception_internal(excp);
364     s->base.is_jmp = DISAS_NORETURN;
365 }
366
367 static void gen_exception_insn(DisasContext *s, int offset, int excp,
368                                uint32_t syndrome, uint32_t target_el)
369 {
370     gen_a64_set_pc_im(s->pc - offset);
371     gen_exception(excp, syndrome, target_el);
372     s->base.is_jmp = DISAS_NORETURN;
373 }
374
375 static void gen_exception_bkpt_insn(DisasContext *s, int offset,
376                                     uint32_t syndrome)
377 {
378     TCGv_i32 tcg_syn;
379
380     gen_a64_set_pc_im(s->pc - offset);
381     tcg_syn = tcg_const_i32(syndrome);
382     gen_helper_exception_bkpt_insn(cpu_env, tcg_syn);
383     tcg_temp_free_i32(tcg_syn);
384     s->base.is_jmp = DISAS_NORETURN;
385 }
386
387 static void gen_ss_advance(DisasContext *s)
388 {
389     /* If the singlestep state is Active-not-pending, advance to
390      * Active-pending.
391      */
392     if (s->ss_active) {
393         s->pstate_ss = 0;
394         gen_helper_clear_pstate_ss(cpu_env);
395     }
396 }
397
398 static void gen_step_complete_exception(DisasContext *s)
399 {
400     /* We just completed step of an insn. Move from Active-not-pending
401      * to Active-pending, and then also take the swstep exception.
402      * This corresponds to making the (IMPDEF) choice to prioritize
403      * swstep exceptions over asynchronous exceptions taken to an exception
404      * level where debug is disabled. This choice has the advantage that
405      * we do not need to maintain internal state corresponding to the
406      * ISV/EX syndrome bits between completion of the step and generation
407      * of the exception, and our syndrome information is always correct.
408      */
409     gen_ss_advance(s);
410     gen_exception(EXCP_UDEF, syn_swstep(s->ss_same_el, 1, s->is_ldex),
411                   default_exception_el(s));
412     s->base.is_jmp = DISAS_NORETURN;
413 }
414
415 static inline bool use_goto_tb(DisasContext *s, int n, uint64_t dest)
416 {
417     /* No direct tb linking with singlestep (either QEMU's or the ARM
418      * debug architecture kind) or deterministic io
419      */
420     if (s->base.singlestep_enabled || s->ss_active ||
421         (tb_cflags(s->base.tb) & CF_LAST_IO)) {
422         return false;
423     }
424
425 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
426     /* Only link tbs from inside the same guest page */
427     if ((s->base.tb->pc & TARGET_PAGE_MASK) != (dest & TARGET_PAGE_MASK)) {
428         return false;
429     }
430 #endif
431
432     return true;
433 }
434
435 static inline void gen_goto_tb(DisasContext *s, int n, uint64_t dest)
436 {
437     TranslationBlock *tb;
438
439     tb = s->base.tb;
440     if (use_goto_tb(s, n, dest)) {
441         tcg_gen_goto_tb(n);
442         gen_a64_set_pc_im(dest);
443         tcg_gen_exit_tb(tb, n);
444         s->base.is_jmp = DISAS_NORETURN;
445     } else {
446         gen_a64_set_pc_im(dest);
447         if (s->ss_active) {
448             gen_step_complete_exception(s);
449         } else if (s->base.singlestep_enabled) {
450             gen_exception_internal(EXCP_DEBUG);
451         } else {
452             tcg_gen_lookup_and_goto_ptr();
453             s->base.is_jmp = DISAS_NORETURN;
454         }
455     }
456 }
457
458 void unallocated_encoding(DisasContext *s)
459 {
460     /* Unallocated and reserved encodings are uncategorized */
461     gen_exception_insn(s, 4, EXCP_UDEF, syn_uncategorized(),
462                        default_exception_el(s));
463 }
464
465 static void init_tmp_a64_array(DisasContext *s)
466 {
467 #ifdef CONFIG_DEBUG_TCG
468     memset(s->tmp_a64, 0, sizeof(s->tmp_a64));
469 #endif
470     s->tmp_a64_count = 0;
471 }
472
473 static void free_tmp_a64(DisasContext *s)
474 {
475     int i;
476     for (i = 0; i < s->tmp_a64_count; i++) {
477         tcg_temp_free_i64(s->tmp_a64[i]);
478     }
479     init_tmp_a64_array(s);
480 }
481
482 TCGv_i64 new_tmp_a64(DisasContext *s)
483 {
484     assert(s->tmp_a64_count < TMP_A64_MAX);
485     return s->tmp_a64[s->tmp_a64_count++] = tcg_temp_new_i64();
486 }
487
488 TCGv_i64 new_tmp_a64_zero(DisasContext *s)
489 {
490     TCGv_i64 t = new_tmp_a64(s);
491     tcg_gen_movi_i64(t, 0);
492     return t;
493 }
494
495 /*
496  * Register access functions
497  *
498  * These functions are used for directly accessing a register in where
499  * changes to the final register value are likely to be made. If you
500  * need to use a register for temporary calculation (e.g. index type
501  * operations) use the read_* form.
502  *
503  * B1.2.1 Register mappings
504  *
505  * In instruction register encoding 31 can refer to ZR (zero register) or
506  * the SP (stack pointer) depending on context. In QEMU's case we map SP
507  * to cpu_X[31] and ZR accesses to a temporary which can be discarded.
508  * This is the point of the _sp forms.
509  */
510 TCGv_i64 cpu_reg(DisasContext *s, int reg)
511 {
512     if (reg == 31) {
513         return new_tmp_a64_zero(s);
514     } else {
515         return cpu_X[reg];
516     }
517 }
518
519 /* register access for when 31 == SP */
520 TCGv_i64 cpu_reg_sp(DisasContext *s, int reg)
521 {
522     return cpu_X[reg];
523 }
524
525 /* read a cpu register in 32bit/64bit mode. Returns a TCGv_i64
526  * representing the register contents. This TCGv is an auto-freed
527  * temporary so it need not be explicitly freed, and may be modified.
528  */
529 TCGv_i64 read_cpu_reg(DisasContext *s, int reg, int sf)
530 {
531     TCGv_i64 v = new_tmp_a64(s);
532     if (reg != 31) {
533         if (sf) {
534             tcg_gen_mov_i64(v, cpu_X[reg]);
535         } else {
536             tcg_gen_ext32u_i64(v, cpu_X[reg]);
537         }
538     } else {
539         tcg_gen_movi_i64(v, 0);
540     }
541     return v;
542 }
543
544 TCGv_i64 read_cpu_reg_sp(DisasContext *s, int reg, int sf)
545 {
546     TCGv_i64 v = new_tmp_a64(s);
547     if (sf) {
548         tcg_gen_mov_i64(v, cpu_X[reg]);
549     } else {
550         tcg_gen_ext32u_i64(v, cpu_X[reg]);
551     }
552     return v;
553 }
554
555 /* Return the offset into CPUARMState of a slice (from
556  * the least significant end) of FP register Qn (ie
557  * Dn, Sn, Hn or Bn).
558  * (Note that this is not the same mapping as for A32; see cpu.h)
559  */
560 static inline int fp_reg_offset(DisasContext *s, int regno, TCGMemOp size)
561 {
562     return vec_reg_offset(s, regno, 0, size);
563 }
564
565 /* Offset of the high half of the 128 bit vector Qn */
566 static inline int fp_reg_hi_offset(DisasContext *s, int regno)
567 {
568     return vec_reg_offset(s, regno, 1, MO_64);
569 }
570
571 /* Convenience accessors for reading and writing single and double
572  * FP registers. Writing clears the upper parts of the associated
573  * 128 bit vector register, as required by the architecture.
574  * Note that unlike the GP register accessors, the values returned
575  * by the read functions must be manually freed.
576  */
577 static TCGv_i64 read_fp_dreg(DisasContext *s, int reg)
578 {
579     TCGv_i64 v = tcg_temp_new_i64();
580
581     tcg_gen_ld_i64(v, cpu_env, fp_reg_offset(s, reg, MO_64));
582     return v;
583 }
584
585 static TCGv_i32 read_fp_sreg(DisasContext *s, int reg)
586 {
587     TCGv_i32 v = tcg_temp_new_i32();
588
589     tcg_gen_ld_i32(v, cpu_env, fp_reg_offset(s, reg, MO_32));
590     return v;
591 }
592
593 static TCGv_i32 read_fp_hreg(DisasContext *s, int reg)
594 {
595     TCGv_i32 v = tcg_temp_new_i32();
596
597     tcg_gen_ld16u_i32(v, cpu_env, fp_reg_offset(s, reg, MO_16));
598     return v;
599 }
600
601 /* Clear the bits above an N-bit vector, for N = (is_q ? 128 : 64).
602  * If SVE is not enabled, then there are only 128 bits in the vector.
603  */
604 static void clear_vec_high(DisasContext *s, bool is_q, int rd)
605 {
606     unsigned ofs = fp_reg_offset(s, rd, MO_64);
607     unsigned vsz = vec_full_reg_size(s);
608
609     if (!is_q) {
610         TCGv_i64 tcg_zero = tcg_const_i64(0);
611         tcg_gen_st_i64(tcg_zero, cpu_env, ofs + 8);
612         tcg_temp_free_i64(tcg_zero);
613     }
614     if (vsz > 16) {
615         tcg_gen_gvec_dup8i(ofs + 16, vsz - 16, vsz - 16, 0);
616     }
617 }
618
619 void write_fp_dreg(DisasContext *s, int reg, TCGv_i64 v)
620 {
621     unsigned ofs = fp_reg_offset(s, reg, MO_64);
622
623     tcg_gen_st_i64(v, cpu_env, ofs);
624     clear_vec_high(s, false, reg);
625 }
626
627 static void write_fp_sreg(DisasContext *s, int reg, TCGv_i32 v)
628 {
629     TCGv_i64 tmp = tcg_temp_new_i64();
630
631     tcg_gen_extu_i32_i64(tmp, v);
632     write_fp_dreg(s, reg, tmp);
633     tcg_temp_free_i64(tmp);
634 }
635
636 TCGv_ptr get_fpstatus_ptr(bool is_f16)
637 {
638     TCGv_ptr statusptr = tcg_temp_new_ptr();
639     int offset;
640
641     /* In A64 all instructions (both FP and Neon) use the FPCR; there
642      * is no equivalent of the A32 Neon "standard FPSCR value".
643      * However half-precision operations operate under a different
644      * FZ16 flag and use vfp.fp_status_f16 instead of vfp.fp_status.
645      */
646     if (is_f16) {
647         offset = offsetof(CPUARMState, vfp.fp_status_f16);
648     } else {
649         offset = offsetof(CPUARMState, vfp.fp_status);
650     }
651     tcg_gen_addi_ptr(statusptr, cpu_env, offset);
652     return statusptr;
653 }
654
655 /* Expand a 2-operand AdvSIMD vector operation using an expander function.  */
656 static void gen_gvec_fn2(DisasContext *s, bool is_q, int rd, int rn,
657                          GVecGen2Fn *gvec_fn, int vece)
658 {
659     gvec_fn(vece, vec_full_reg_offset(s, rd), vec_full_reg_offset(s, rn),
660             is_q ? 16 : 8, vec_full_reg_size(s));
661 }
662
663 /* Expand a 2-operand + immediate AdvSIMD vector operation using
664  * an expander function.
665  */
666 static void gen_gvec_fn2i(DisasContext *s, bool is_q, int rd, int rn,
667                           int64_t imm, GVecGen2iFn *gvec_fn, int vece)
668 {
669     gvec_fn(vece, vec_full_reg_offset(s, rd), vec_full_reg_offset(s, rn),
670             imm, is_q ? 16 : 8, vec_full_reg_size(s));
671 }
672
673 /* Expand a 3-operand AdvSIMD vector operation using an expander function.  */
674 static void gen_gvec_fn3(DisasContext *s, bool is_q, int rd, int rn, int rm,
675                          GVecGen3Fn *gvec_fn, int vece)
676 {
677     gvec_fn(vece, vec_full_reg_offset(s, rd), vec_full_reg_offset(s, rn),
678             vec_full_reg_offset(s, rm), is_q ? 16 : 8, vec_full_reg_size(s));
679 }
680
681 /* Expand a 2-operand + immediate AdvSIMD vector operation using
682  * an op descriptor.
683  */
684 static void gen_gvec_op2i(DisasContext *s, bool is_q, int rd,
685                           int rn, int64_t imm, const GVecGen2i *gvec_op)
686 {
687     tcg_gen_gvec_2i(vec_full_reg_offset(s, rd), vec_full_reg_offset(s, rn),
688                     is_q ? 16 : 8, vec_full_reg_size(s), imm, gvec_op);
689 }
690
691 /* Expand a 3-operand AdvSIMD vector operation using an op descriptor.  */
692 static void gen_gvec_op3(DisasContext *s, bool is_q, int rd,
693                          int rn, int rm, const GVecGen3 *gvec_op)
694 {
695     tcg_gen_gvec_3(vec_full_reg_offset(s, rd), vec_full_reg_offset(s, rn),
696                    vec_full_reg_offset(s, rm), is_q ? 16 : 8,
697                    vec_full_reg_size(s), gvec_op);
698 }
699
700 /* Expand a 3-operand operation using an out-of-line helper.  */
701 static void gen_gvec_op3_ool(DisasContext *s, bool is_q, int rd,
702                              int rn, int rm, int data, gen_helper_gvec_3 *fn)
703 {
704     tcg_gen_gvec_3_ool(vec_full_reg_offset(s, rd),
705                        vec_full_reg_offset(s, rn),
706                        vec_full_reg_offset(s, rm),
707                        is_q ? 16 : 8, vec_full_reg_size(s), data, fn);
708 }
709
710 /* Expand a 3-operand + env pointer operation using
711  * an out-of-line helper.
712  */
713 static void gen_gvec_op3_env(DisasContext *s, bool is_q, int rd,
714                              int rn, int rm, gen_helper_gvec_3_ptr *fn)
715 {
716     tcg_gen_gvec_3_ptr(vec_full_reg_offset(s, rd),
717                        vec_full_reg_offset(s, rn),
718                        vec_full_reg_offset(s, rm), cpu_env,
719                        is_q ? 16 : 8, vec_full_reg_size(s), 0, fn);
720 }
721
722 /* Expand a 3-operand + fpstatus pointer + simd data value operation using
723  * an out-of-line helper.
724  */
725 static void gen_gvec_op3_fpst(DisasContext *s, bool is_q, int rd, int rn,
726                               int rm, bool is_fp16, int data,
727                               gen_helper_gvec_3_ptr *fn)
728 {
729     TCGv_ptr fpst = get_fpstatus_ptr(is_fp16);
730     tcg_gen_gvec_3_ptr(vec_full_reg_offset(s, rd),
731                        vec_full_reg_offset(s, rn),
732                        vec_full_reg_offset(s, rm), fpst,
733                        is_q ? 16 : 8, vec_full_reg_size(s), data, fn);
734     tcg_temp_free_ptr(fpst);
735 }
736
737 /* Set ZF and NF based on a 64 bit result. This is alas fiddlier
738  * than the 32 bit equivalent.
739  */
740 static inline void gen_set_NZ64(TCGv_i64 result)
741 {
742     tcg_gen_extr_i64_i32(cpu_ZF, cpu_NF, result);
743     tcg_gen_or_i32(cpu_ZF, cpu_ZF, cpu_NF);
744 }
745
746 /* Set NZCV as for a logical operation: NZ as per result, CV cleared. */
747 static inline void gen_logic_CC(int sf, TCGv_i64 result)
748 {
749     if (sf) {
750         gen_set_NZ64(result);
751     } else {
752         tcg_gen_extrl_i64_i32(cpu_ZF, result);
753         tcg_gen_mov_i32(cpu_NF, cpu_ZF);
754     }
755     tcg_gen_movi_i32(cpu_CF, 0);
756     tcg_gen_movi_i32(cpu_VF, 0);
757 }
758
759 /* dest = T0 + T1; compute C, N, V and Z flags */
760 static void gen_add_CC(int sf, TCGv_i64 dest, TCGv_i64 t0, TCGv_i64 t1)
761 {
762     if (sf) {
763         TCGv_i64 result, flag, tmp;
764         result = tcg_temp_new_i64();
765         flag = tcg_temp_new_i64();
766         tmp = tcg_temp_new_i64();
767
768         tcg_gen_movi_i64(tmp, 0);
769         tcg_gen_add2_i64(result, flag, t0, tmp, t1, tmp);
770
771         tcg_gen_extrl_i64_i32(cpu_CF, flag);
772
773         gen_set_NZ64(result);
774
775         tcg_gen_xor_i64(flag, result, t0);
776         tcg_gen_xor_i64(tmp, t0, t1);
777         tcg_gen_andc_i64(flag, flag, tmp);
778         tcg_temp_free_i64(tmp);
779         tcg_gen_extrh_i64_i32(cpu_VF, flag);
780
781         tcg_gen_mov_i64(dest, result);
782         tcg_temp_free_i64(result);
783         tcg_temp_free_i64(flag);
784     } else {
785         /* 32 bit arithmetic */
786         TCGv_i32 t0_32 = tcg_temp_new_i32();
787         TCGv_i32 t1_32 = tcg_temp_new_i32();
788         TCGv_i32 tmp = tcg_temp_new_i32();
789
790         tcg_gen_movi_i32(tmp, 0);
791         tcg_gen_extrl_i64_i32(t0_32, t0);
792         tcg_gen_extrl_i64_i32(t1_32, t1);
793         tcg_gen_add2_i32(cpu_NF, cpu_CF, t0_32, tmp, t1_32, tmp);
794         tcg_gen_mov_i32(cpu_ZF, cpu_NF);
795         tcg_gen_xor_i32(cpu_VF, cpu_NF, t0_32);
796         tcg_gen_xor_i32(tmp, t0_32, t1_32);
797         tcg_gen_andc_i32(cpu_VF, cpu_VF, tmp);
798         tcg_gen_extu_i32_i64(dest, cpu_NF);
799
800         tcg_temp_free_i32(tmp);
801         tcg_temp_free_i32(t0_32);
802         tcg_temp_free_i32(t1_32);
803     }
804 }
805
806 /* dest = T0 - T1; compute C, N, V and Z flags */
807 static void gen_sub_CC(int sf, TCGv_i64 dest, TCGv_i64 t0, TCGv_i64 t1)
808 {
809     if (sf) {
810         /* 64 bit arithmetic */
811         TCGv_i64 result, flag, tmp;
812
813         result = tcg_temp_new_i64();
814         flag = tcg_temp_new_i64();
815         tcg_gen_sub_i64(result, t0, t1);
816
817         gen_set_NZ64(result);
818
819         tcg_gen_setcond_i64(TCG_COND_GEU, flag, t0, t1);
820         tcg_gen_extrl_i64_i32(cpu_CF, flag);
821
822         tcg_gen_xor_i64(flag, result, t0);
823         tmp = tcg_temp_new_i64();
824         tcg_gen_xor_i64(tmp, t0, t1);
825         tcg_gen_and_i64(flag, flag, tmp);
826         tcg_temp_free_i64(tmp);
827         tcg_gen_extrh_i64_i32(cpu_VF, flag);
828         tcg_gen_mov_i64(dest, result);
829         tcg_temp_free_i64(flag);
830         tcg_temp_free_i64(result);
831     } else {
832         /* 32 bit arithmetic */
833         TCGv_i32 t0_32 = tcg_temp_new_i32();
834         TCGv_i32 t1_32 = tcg_temp_new_i32();
835         TCGv_i32 tmp;
836
837         tcg_gen_extrl_i64_i32(t0_32, t0);
838         tcg_gen_extrl_i64_i32(t1_32, t1);
839         tcg_gen_sub_i32(cpu_NF, t0_32, t1_32);
840         tcg_gen_mov_i32(cpu_ZF, cpu_NF);
841         tcg_gen_setcond_i32(TCG_COND_GEU, cpu_CF, t0_32, t1_32);
842         tcg_gen_xor_i32(cpu_VF, cpu_NF, t0_32);
843         tmp = tcg_temp_new_i32();
844         tcg_gen_xor_i32(tmp, t0_32, t1_32);
845         tcg_temp_free_i32(t0_32);
846         tcg_temp_free_i32(t1_32);
847         tcg_gen_and_i32(cpu_VF, cpu_VF, tmp);
848         tcg_temp_free_i32(tmp);
849         tcg_gen_extu_i32_i64(dest, cpu_NF);
850     }
851 }
852
853 /* dest = T0 + T1 + CF; do not compute flags. */
854 static void gen_adc(int sf, TCGv_i64 dest, TCGv_i64 t0, TCGv_i64 t1)
855 {
856     TCGv_i64 flag = tcg_temp_new_i64();
857     tcg_gen_extu_i32_i64(flag, cpu_CF);
858     tcg_gen_add_i64(dest, t0, t1);
859     tcg_gen_add_i64(dest, dest, flag);
860     tcg_temp_free_i64(flag);
861
862     if (!sf) {
863         tcg_gen_ext32u_i64(dest, dest);
864     }
865 }
866
867 /* dest = T0 + T1 + CF; compute C, N, V and Z flags. */
868 static void gen_adc_CC(int sf, TCGv_i64 dest, TCGv_i64 t0, TCGv_i64 t1)
869 {
870     if (sf) {
871         TCGv_i64 result, cf_64, vf_64, tmp;
872         result = tcg_temp_new_i64();
873         cf_64 = tcg_temp_new_i64();
874         vf_64 = tcg_temp_new_i64();
875         tmp = tcg_const_i64(0);
876
877         tcg_gen_extu_i32_i64(cf_64, cpu_CF);
878         tcg_gen_add2_i64(result, cf_64, t0, tmp, cf_64, tmp);
879         tcg_gen_add2_i64(result, cf_64, result, cf_64, t1, tmp);
880         tcg_gen_extrl_i64_i32(cpu_CF, cf_64);
881         gen_set_NZ64(result);
882
883         tcg_gen_xor_i64(vf_64, result, t0);
884         tcg_gen_xor_i64(tmp, t0, t1);
885         tcg_gen_andc_i64(vf_64, vf_64, tmp);
886         tcg_gen_extrh_i64_i32(cpu_VF, vf_64);
887
888         tcg_gen_mov_i64(dest, result);
889
890         tcg_temp_free_i64(tmp);
891         tcg_temp_free_i64(vf_64);
892         tcg_temp_free_i64(cf_64);
893         tcg_temp_free_i64(result);
894     } else {
895         TCGv_i32 t0_32, t1_32, tmp;
896         t0_32 = tcg_temp_new_i32();
897         t1_32 = tcg_temp_new_i32();
898         tmp = tcg_const_i32(0);
899
900         tcg_gen_extrl_i64_i32(t0_32, t0);
901         tcg_gen_extrl_i64_i32(t1_32, t1);
902         tcg_gen_add2_i32(cpu_NF, cpu_CF, t0_32, tmp, cpu_CF, tmp);
903         tcg_gen_add2_i32(cpu_NF, cpu_CF, cpu_NF, cpu_CF, t1_32, tmp);
904
905         tcg_gen_mov_i32(cpu_ZF, cpu_NF);
906         tcg_gen_xor_i32(cpu_VF, cpu_NF, t0_32);
907         tcg_gen_xor_i32(tmp, t0_32, t1_32);
908         tcg_gen_andc_i32(cpu_VF, cpu_VF, tmp);
909         tcg_gen_extu_i32_i64(dest, cpu_NF);
910
911         tcg_temp_free_i32(tmp);
912         tcg_temp_free_i32(t1_32);
913         tcg_temp_free_i32(t0_32);
914     }
915 }
916
917 /*
918  * Load/Store generators
919  */
920
921 /*
922  * Store from GPR register to memory.
923  */
924 static void do_gpr_st_memidx(DisasContext *s, TCGv_i64 source,
925                              TCGv_i64 tcg_addr, int size, int memidx,
926                              bool iss_valid,
927                              unsigned int iss_srt,
928                              bool iss_sf, bool iss_ar)
929 {
930     g_assert(size <= 3);
931     tcg_gen_qemu_st_i64(source, tcg_addr, memidx, s->be_data + size);
932
933     if (iss_valid) {
934         uint32_t syn;
935
936         syn = syn_data_abort_with_iss(0,
937                                       size,
938                                       false,
939                                       iss_srt,
940                                       iss_sf,
941                                       iss_ar,
942                                       0, 0, 0, 0, 0, false);
943         disas_set_insn_syndrome(s, syn);
944     }
945 }
946
947 static void do_gpr_st(DisasContext *s, TCGv_i64 source,
948                       TCGv_i64 tcg_addr, int size,
949                       bool iss_valid,
950                       unsigned int iss_srt,
951                       bool iss_sf, bool iss_ar)
952 {
953     do_gpr_st_memidx(s, source, tcg_addr, size, get_mem_index(s),
954                      iss_valid, iss_srt, iss_sf, iss_ar);
955 }
956
957 /*
958  * Load from memory to GPR register
959  */
960 static void do_gpr_ld_memidx(DisasContext *s,
961                              TCGv_i64 dest, TCGv_i64 tcg_addr,
962                              int size, bool is_signed,
963                              bool extend, int memidx,
964                              bool iss_valid, unsigned int iss_srt,
965                              bool iss_sf, bool iss_ar)
966 {
967     TCGMemOp memop = s->be_data + size;
968
969     g_assert(size <= 3);
970
971     if (is_signed) {
972         memop += MO_SIGN;
973     }
974
975     tcg_gen_qemu_ld_i64(dest, tcg_addr, memidx, memop);
976
977     if (extend && is_signed) {
978         g_assert(size < 3);
979         tcg_gen_ext32u_i64(dest, dest);
980     }
981
982     if (iss_valid) {
983         uint32_t syn;
984
985         syn = syn_data_abort_with_iss(0,
986                                       size,
987                                       is_signed,
988                                       iss_srt,
989                                       iss_sf,
990                                       iss_ar,
991                                       0, 0, 0, 0, 0, false);
992         disas_set_insn_syndrome(s, syn);
993     }
994 }
995
996 static void do_gpr_ld(DisasContext *s,
997                       TCGv_i64 dest, TCGv_i64 tcg_addr,
998                       int size, bool is_signed, bool extend,
999                       bool iss_valid, unsigned int iss_srt,
1000                       bool iss_sf, bool iss_ar)
1001 {
1002     do_gpr_ld_memidx(s, dest, tcg_addr, size, is_signed, extend,
1003                      get_mem_index(s),
1004                      iss_valid, iss_srt, iss_sf, iss_ar);
1005 }
1006
1007 /*
1008  * Store from FP register to memory
1009  */
1010 static void do_fp_st(DisasContext *s, int srcidx, TCGv_i64 tcg_addr, int size)
1011 {
1012     /* This writes the bottom N bits of a 128 bit wide vector to memory */
1013     TCGv_i64 tmp = tcg_temp_new_i64();
1014     tcg_gen_ld_i64(tmp, cpu_env, fp_reg_offset(s, srcidx, MO_64));
1015     if (size < 4) {
1016         tcg_gen_qemu_st_i64(tmp, tcg_addr, get_mem_index(s),
1017                             s->be_data + size);
1018     } else {
1019         bool be = s->be_data == MO_BE;
1020         TCGv_i64 tcg_hiaddr = tcg_temp_new_i64();
1021
1022         tcg_gen_addi_i64(tcg_hiaddr, tcg_addr, 8);
1023         tcg_gen_qemu_st_i64(tmp, be ? tcg_hiaddr : tcg_addr, get_mem_index(s),
1024                             s->be_data | MO_Q);
1025         tcg_gen_ld_i64(tmp, cpu_env, fp_reg_hi_offset(s, srcidx));
1026         tcg_gen_qemu_st_i64(tmp, be ? tcg_addr : tcg_hiaddr, get_mem_index(s),
1027                             s->be_data | MO_Q);
1028         tcg_temp_free_i64(tcg_hiaddr);
1029     }
1030
1031     tcg_temp_free_i64(tmp);
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Load from memory to FP register
1036  */
1037 static void do_fp_ld(DisasContext *s, int destidx, TCGv_i64 tcg_addr, int size)
1038 {
1039     /* This always zero-extends and writes to a full 128 bit wide vector */
1040     TCGv_i64 tmplo = tcg_temp_new_i64();
1041     TCGv_i64 tmphi;
1042
1043     if (size < 4) {
1044         TCGMemOp memop = s->be_data + size;
1045         tmphi = tcg_const_i64(0);
1046         tcg_gen_qemu_ld_i64(tmplo, tcg_addr, get_mem_index(s), memop);
1047     } else {
1048         bool be = s->be_data == MO_BE;
1049         TCGv_i64 tcg_hiaddr;
1050
1051         tmphi = tcg_temp_new_i64();
1052         tcg_hiaddr = tcg_temp_new_i64();
1053
1054         tcg_gen_addi_i64(tcg_hiaddr, tcg_addr, 8);
1055         tcg_gen_qemu_ld_i64(tmplo, be ? tcg_hiaddr : tcg_addr, get_mem_index(s),
1056                             s->be_data | MO_Q);
1057         tcg_gen_qemu_ld_i64(tmphi, be ? tcg_addr : tcg_hiaddr, get_mem_index(s),
1058                             s->be_data | MO_Q);
1059         tcg_temp_free_i64(tcg_hiaddr);
1060     }
1061
1062     tcg_gen_st_i64(tmplo, cpu_env, fp_reg_offset(s, destidx, MO_64));
1063     tcg_gen_st_i64(tmphi, cpu_env, fp_reg_hi_offset(s, destidx));
1064
1065     tcg_temp_free_i64(tmplo);
1066     tcg_temp_free_i64(tmphi);
1067
1068     clear_vec_high(s, true, destidx);
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Vector load/store helpers.
1073  *
1074  * The principal difference between this and a FP load is that we don't
1075  * zero extend as we are filling a partial chunk of the vector register.
1076  * These functions don't support 128 bit loads/stores, which would be
1077  * normal load/store operations.
1078  *
1079  * The _i32 versions are useful when operating on 32 bit quantities
1080  * (eg for floating point single or using Neon helper functions).
1081  */
1082
1083 /* Get value of an element within a vector register */
1084 static void read_vec_element(DisasContext *s, TCGv_i64 tcg_dest, int srcidx,
1085                              int element, TCGMemOp memop)
1086 {
1087     int vect_off = vec_reg_offset(s, srcidx, element, memop & MO_SIZE);
1088     switch (memop) {
1089     case MO_8:
1090         tcg_gen_ld8u_i64(tcg_dest, cpu_env, vect_off);
1091         break;
1092     case MO_16:
1093         tcg_gen_ld16u_i64(tcg_dest, cpu_env, vect_off);
1094         break;
1095     case MO_32:
1096         tcg_gen_ld32u_i64(tcg_dest, cpu_env, vect_off);
1097         break;
1098     case MO_8|MO_SIGN:
1099         tcg_gen_ld8s_i64(tcg_dest, cpu_env, vect_off);
1100         break;
1101     case MO_16|MO_SIGN:
1102         tcg_gen_ld16s_i64(tcg_dest, cpu_env, vect_off);
1103         break;
1104     case MO_32|MO_SIGN:
1105         tcg_gen_ld32s_i64(tcg_dest, cpu_env, vect_off);
1106         break;
1107     case MO_64:
1108     case MO_64|MO_SIGN:
1109         tcg_gen_ld_i64(tcg_dest, cpu_env, vect_off);
1110         break;
1111     default:
1112         g_assert_not_reached();
1113     }
1114 }
1115
1116 static void read_vec_element_i32(DisasContext *s, TCGv_i32 tcg_dest, int srcidx,
1117                                  int element, TCGMemOp memop)
1118 {
1119     int vect_off = vec_reg_offset(s, srcidx, element, memop & MO_SIZE);
1120     switch (memop) {
1121     case MO_8:
1122         tcg_gen_ld8u_i32(tcg_dest, cpu_env, vect_off);
1123         break;
1124     case MO_16:
1125         tcg_gen_ld16u_i32(tcg_dest, cpu_env, vect_off);
1126         break;
1127     case MO_8|MO_SIGN:
1128         tcg_gen_ld8s_i32(tcg_dest, cpu_env, vect_off);
1129         break;
1130     case MO_16|MO_SIGN:
1131         tcg_gen_ld16s_i32(tcg_dest, cpu_env, vect_off);
1132         break;
1133     case MO_32:
1134     case MO_32|MO_SIGN:
1135         tcg_gen_ld_i32(tcg_dest, cpu_env, vect_off);
1136         break;
1137     default:
1138         g_assert_not_reached();
1139     }
1140 }
1141
1142 /* Set value of an element within a vector register */
1143 static void write_vec_element(DisasContext *s, TCGv_i64 tcg_src, int destidx,
1144                               int element, TCGMemOp memop)
1145 {
1146     int vect_off = vec_reg_offset(s, destidx, element, memop & MO_SIZE);
1147     switch (memop) {
1148     case MO_8:
1149         tcg_gen_st8_i64(tcg_src, cpu_env, vect_off);
1150         break;
1151     case MO_16:
1152         tcg_gen_st16_i64(tcg_src, cpu_env, vect_off);
1153         break;
1154     case MO_32:
1155         tcg_gen_st32_i64(tcg_src, cpu_env, vect_off);
1156         break;
1157     case MO_64:
1158         tcg_gen_st_i64(tcg_src, cpu_env, vect_off);
1159         break;
1160     default:
1161         g_assert_not_reached();
1162     }
1163 }
1164
1165 static void write_vec_element_i32(DisasContext *s, TCGv_i32 tcg_src,
1166                                   int destidx, int element, TCGMemOp memop)
1167 {
1168     int vect_off = vec_reg_offset(s, destidx, element, memop & MO_SIZE);
1169     switch (memop) {
1170     case MO_8:
1171         tcg_gen_st8_i32(tcg_src, cpu_env, vect_off);
1172         break;
1173     case MO_16:
1174         tcg_gen_st16_i32(tcg_src, cpu_env, vect_off);
1175         break;
1176     case MO_32:
1177         tcg_gen_st_i32(tcg_src, cpu_env, vect_off);
1178         break;
1179     default:
1180         g_assert_not_reached();
1181     }
1182 }
1183
1184 /* Store from vector register to memory */
1185 static void do_vec_st(DisasContext *s, int srcidx, int element,
1186                       TCGv_i64 tcg_addr, int size, TCGMemOp endian)
1187 {
1188     TCGv_i64 tcg_tmp = tcg_temp_new_i64();
1189
1190     read_vec_element(s, tcg_tmp, srcidx, element, size);
1191     tcg_gen_qemu_st_i64(tcg_tmp, tcg_addr, get_mem_index(s), endian | size);
1192
1193     tcg_temp_free_i64(tcg_tmp);
1194 }
1195
1196 /* Load from memory to vector register */
1197 static void do_vec_ld(DisasContext *s, int destidx, int element,
1198                       TCGv_i64 tcg_addr, int size, TCGMemOp endian)
1199 {
1200     TCGv_i64 tcg_tmp = tcg_temp_new_i64();
1201
1202     tcg_gen_qemu_ld_i64(tcg_tmp, tcg_addr, get_mem_index(s), endian | size);
1203     write_vec_element(s, tcg_tmp, destidx, element, size);
1204
1205     tcg_temp_free_i64(tcg_tmp);
1206 }
1207
1208 /* Check that FP/Neon access is enabled. If it is, return
1209  * true. If not, emit code to generate an appropriate exception,
1210  * and return false; the caller should not emit any code for
1211  * the instruction. Note that this check must happen after all
1212  * unallocated-encoding checks (otherwise the syndrome information
1213  * for the resulting exception will be incorrect).
1214  */
1215 static inline bool fp_access_check(DisasContext *s)
1216 {
1217     assert(!s->fp_access_checked);
1218     s->fp_access_checked = true;
1219
1220     if (!s->fp_excp_el) {
1221         return true;
1222     }
1223
1224     gen_exception_insn(s, 4, EXCP_UDEF, syn_fp_access_trap(1, 0xe, false),
1225                        s->fp_excp_el);
1226     return false;
1227 }
1228
1229 /* Check that SVE access is enabled.  If it is, return true.
1230  * If not, emit code to generate an appropriate exception and return false.
1231  */
1232 bool sve_access_check(DisasContext *s)
1233 {
1234     if (s->sve_excp_el) {
1235         gen_exception_insn(s, 4, EXCP_UDEF, syn_sve_access_trap(),
1236                            s->sve_excp_el);
1237         return false;
1238     }
1239     return fp_access_check(s);
1240 }
1241
1242 /*
1243  * This utility function is for doing register extension with an
1244  * optional shift. You will likely want to pass a temporary for the
1245  * destination register. See DecodeRegExtend() in the ARM ARM.
1246  */
1247 static void ext_and_shift_reg(TCGv_i64 tcg_out, TCGv_i64 tcg_in,
1248                               int option, unsigned int shift)
1249 {
1250     int extsize = extract32(option, 0, 2);
1251     bool is_signed = extract32(option, 2, 1);
1252
1253     if (is_signed) {
1254         switch (extsize) {
1255         case 0:
1256             tcg_gen_ext8s_i64(tcg_out, tcg_in);
1257             break;
1258         case 1:
1259             tcg_gen_ext16s_i64(tcg_out, tcg_in);
1260             break;
1261         case 2:
1262             tcg_gen_ext32s_i64(tcg_out, tcg_in);
1263             break;
1264         case 3:
1265             tcg_gen_mov_i64(tcg_out, tcg_in);
1266             break;
1267         }
1268     } else {
1269         switch (extsize) {
1270         case 0:
1271             tcg_gen_ext8u_i64(tcg_out, tcg_in);
1272             break;
1273         case 1:
1274             tcg_gen_ext16u_i64(tcg_out, tcg_in);
1275             break;
1276         case 2:
1277             tcg_gen_ext32u_i64(tcg_out, tcg_in);
1278             break;
1279         case 3:
1280             tcg_gen_mov_i64(tcg_out, tcg_in);
1281             break;
1282         }
1283     }
1284
1285     if (shift) {
1286         tcg_gen_shli_i64(tcg_out, tcg_out, shift);
1287     }
1288 }
1289
1290 static inline void gen_check_sp_alignment(DisasContext *s)
1291 {
1292     /* The AArch64 architecture mandates that (if enabled via PSTATE
1293      * or SCTLR bits) there is a check that SP is 16-aligned on every
1294      * SP-relative load or store (with an exception generated if it is not).
1295      * In line with general QEMU practice regarding misaligned accesses,
1296      * we omit these checks for the sake of guest program performance.
1297      * This function is provided as a hook so we can more easily add these
1298      * checks in future (possibly as a "favour catching guest program bugs
1299      * over speed" user selectable option).
1300      */
1301 }
1302
1303 /*
1304  * This provides a simple table based table lookup decoder. It is
1305  * intended to be used when the relevant bits for decode are too
1306  * awkwardly placed and switch/if based logic would be confusing and
1307  * deeply nested. Since it's a linear search through the table, tables
1308  * should be kept small.
1309  *
1310  * It returns the first handler where insn & mask == pattern, or
1311  * NULL if there is no match.
1312  * The table is terminated by an empty mask (i.e. 0)
1313  */
1314 static inline AArch64DecodeFn *lookup_disas_fn(const AArch64DecodeTable *table,
1315                                                uint32_t insn)
1316 {
1317     const AArch64DecodeTable *tptr = table;
1318
1319     while (tptr->mask) {
1320         if ((insn & tptr->mask) == tptr->pattern) {
1321             return tptr->disas_fn;
1322         }
1323         tptr++;
1324     }
1325     return NULL;
1326 }
1327
1328 /*
1329  * The instruction disassembly implemented here matches
1330  * the instruction encoding classifications in chapter C4
1331  * of the ARM Architecture Reference Manual (DDI0487B_a);
1332  * classification names and decode diagrams here should generally
1333  * match up with those in the manual.
1334  */
1335
1336 /* Unconditional branch (immediate)
1337  *   31  30       26 25                                  0
1338  * +----+-----------+-------------------------------------+
1339  * | op | 0 0 1 0 1 |                 imm26               |
1340  * +----+-----------+-------------------------------------+
1341  */
1342 static void disas_uncond_b_imm(DisasContext *s, uint32_t insn)
1343 {
1344     uint64_t addr = s->pc + sextract32(insn, 0, 26) * 4 - 4;
1345
1346     if (insn & (1U << 31)) {
1347         /* BL Branch with link */
1348         tcg_gen_movi_i64(cpu_reg(s, 30), s->pc);
1349     }
1350
1351     /* B Branch / BL Branch with link */
1352     gen_goto_tb(s, 0, addr);
1353 }
1354
1355 /* Compare and branch (immediate)
1356  *   31  30         25  24  23                  5 4      0
1357  * +----+-------------+----+---------------------+--------+
1358  * | sf | 0 1 1 0 1 0 | op |         imm19       |   Rt   |
1359  * +----+-------------+----+---------------------+--------+
1360  */
1361 static void disas_comp_b_imm(DisasContext *s, uint32_t insn)
1362 {
1363     unsigned int sf, op, rt;
1364     uint64_t addr;
1365     TCGLabel *label_match;
1366     TCGv_i64 tcg_cmp;
1367
1368     sf = extract32(insn, 31, 1);
1369     op = extract32(insn, 24, 1); /* 0: CBZ; 1: CBNZ */
1370     rt = extract32(insn, 0, 5);
1371     addr = s->pc + sextract32(insn, 5, 19) * 4 - 4;
1372
1373     tcg_cmp = read_cpu_reg(s, rt, sf);
1374     label_match = gen_new_label();
1375
1376     tcg_gen_brcondi_i64(op ? TCG_COND_NE : TCG_COND_EQ,
1377                         tcg_cmp, 0, label_match);
1378
1379     gen_goto_tb(s, 0, s->pc);
1380     gen_set_label(label_match);
1381     gen_goto_tb(s, 1, addr);
1382 }
1383
1384 /* Test and branch (immediate)
1385  *   31  30         25  24  23   19 18          5 4    0
1386  * +----+-------------+----+-------+-------------+------+
1387  * | b5 | 0 1 1 0 1 1 | op |  b40  |    imm14    |  Rt  |
1388  * +----+-------------+----+-------+-------------+------+
1389  */
1390 static void disas_test_b_imm(DisasContext *s, uint32_t insn)
1391 {
1392     unsigned int bit_pos, op, rt;
1393     uint64_t addr;
1394     TCGLabel *label_match;
1395     TCGv_i64 tcg_cmp;
1396
1397     bit_pos = (extract32(insn, 31, 1) << 5) | extract32(insn, 19, 5);
1398     op = extract32(insn, 24, 1); /* 0: TBZ; 1: TBNZ */
1399     addr = s->pc + sextract32(insn, 5, 14) * 4 - 4;
1400     rt = extract32(insn, 0, 5);
1401
1402     tcg_cmp = tcg_temp_new_i64();
1403     tcg_gen_andi_i64(tcg_cmp, cpu_reg(s, rt), (1ULL << bit_pos));
1404     label_match = gen_new_label();
1405     tcg_gen_brcondi_i64(op ? TCG_COND_NE : TCG_COND_EQ,
1406                         tcg_cmp, 0, label_match);
1407     tcg_temp_free_i64(tcg_cmp);
1408     gen_goto_tb(s, 0, s->pc);
1409     gen_set_label(label_match);
1410     gen_goto_tb(s, 1, addr);
1411 }
1412
1413 /* Conditional branch (immediate)
1414  *  31           25  24  23                  5   4  3    0
1415  * +---------------+----+---------------------+----+------+
1416  * | 0 1 0 1 0 1 0 | o1 |         imm19       | o0 | cond |
1417  * +---------------+----+---------------------+----+------+
1418  */
1419 static void disas_cond_b_imm(DisasContext *s, uint32_t insn)
1420 {
1421     unsigned int cond;
1422     uint64_t addr;
1423
1424     if ((insn & (1 << 4)) || (insn & (1 << 24))) {
1425         unallocated_encoding(s);
1426         return;
1427     }
1428     addr = s->pc + sextract32(insn, 5, 19) * 4 - 4;
1429     cond = extract32(insn, 0, 4);
1430
1431     if (cond < 0x0e) {
1432         /* genuinely conditional branches */
1433         TCGLabel *label_match = gen_new_label();
1434         arm_gen_test_cc(cond, label_match);
1435         gen_goto_tb(s, 0, s->pc);
1436         gen_set_label(label_match);
1437         gen_goto_tb(s, 1, addr);
1438     } else {
1439         /* 0xe and 0xf are both "always" conditions */
1440         gen_goto_tb(s, 0, addr);
1441     }
1442 }
1443
1444 /* HINT instruction group, including various allocated HINTs */
1445 static void handle_hint(DisasContext *s, uint32_t insn,
1446                         unsigned int op1, unsigned int op2, unsigned int crm)
1447 {
1448     unsigned int selector = crm << 3 | op2;
1449
1450     if (op1 != 3) {
1451         unallocated_encoding(s);
1452         return;
1453     }
1454
1455     switch (selector) {
1456     case 0b00000: /* NOP */
1457         break;
1458     case 0b00011: /* WFI */
1459         s->base.is_jmp = DISAS_WFI;
1460         break;
1461     case 0b00001: /* YIELD */
1462         /* When running in MTTCG we don't generate jumps to the yield and
1463          * WFE helpers as it won't affect the scheduling of other vCPUs.
1464          * If we wanted to more completely model WFE/SEV so we don't busy
1465          * spin unnecessarily we would need to do something more involved.
1466          */
1467         if (!(tb_cflags(s->base.tb) & CF_PARALLEL)) {
1468             s->base.is_jmp = DISAS_YIELD;
1469         }
1470         break;
1471     case 0b00010: /* WFE */
1472         if (!(tb_cflags(s->base.tb) & CF_PARALLEL)) {
1473             s->base.is_jmp = DISAS_WFE;
1474         }
1475         break;
1476     case 0b00100: /* SEV */
1477     case 0b00101: /* SEVL */
1478         /* we treat all as NOP at least for now */
1479         break;
1480     case 0b00111: /* XPACLRI */
1481         if (s->pauth_active) {
1482             gen_helper_xpaci(cpu_X[30], cpu_env, cpu_X[30]);
1483         }
1484         break;
1485     case 0b01000: /* PACIA1716 */
1486         if (s->pauth_active) {
1487             gen_helper_pacia(cpu_X[17], cpu_env, cpu_X[17], cpu_X[16]);
1488         }
1489         break;
1490     case 0b01010: /* PACIB1716 */
1491         if (s->pauth_active) {
1492             gen_helper_pacib(cpu_X[17], cpu_env, cpu_X[17], cpu_X[16]);
1493         }
1494         break;
1495     case 0b01100: /* AUTIA1716 */
1496         if (s->pauth_active) {
1497             gen_helper_autia(cpu_X[17], cpu_env, cpu_X[17], cpu_X[16]);
1498         }
1499         break;
1500     case 0b01110: /* AUTIB1716 */
1501         if (s->pauth_active) {
1502             gen_helper_autib(cpu_X[17], cpu_env, cpu_X[17], cpu_X[16]);
1503         }
1504         break;
1505     case 0b11000: /* PACIAZ */
1506         if (s->pauth_active) {
1507             gen_helper_pacia(cpu_X[30], cpu_env, cpu_X[30],
1508                                 new_tmp_a64_zero(s));
1509         }
1510         break;
1511     case 0b11001: /* PACIASP */
1512         if (s->pauth_active) {
1513             gen_helper_pacia(cpu_X[30], cpu_env, cpu_X[30], cpu_X[31]);
1514         }
1515         break;
1516     case 0b11010: /* PACIBZ */
1517         if (s->pauth_active) {
1518             gen_helper_pacib(cpu_X[30], cpu_env, cpu_X[30],
1519                                 new_tmp_a64_zero(s));
1520         }
1521         break;
1522     case 0b11011: /* PACIBSP */
1523         if (s->pauth_active) {
1524             gen_helper_pacib(cpu_X[30], cpu_env, cpu_X[30], cpu_X[31]);
1525         }
1526         break;
1527     case 0b11100: /* AUTIAZ */
1528         if (s->pauth_active) {
1529             gen_helper_autia(cpu_X[30], cpu_env, cpu_X[30],
1530                               new_tmp_a64_zero(s));
1531         }
1532         break;
1533     case 0b11101: /* AUTIASP */
1534         if (s->pauth_active) {
1535             gen_helper_autia(cpu_X[30], cpu_env, cpu_X[30], cpu_X[31]);
1536         }
1537         break;
1538     case 0b11110: /* AUTIBZ */
1539         if (s->pauth_active) {
1540             gen_helper_autib(cpu_X[30], cpu_env, cpu_X[30],
1541                               new_tmp_a64_zero(s));
1542         }
1543         break;
1544     case 0b11111: /* AUTIBSP */
1545         if (s->pauth_active) {
1546             gen_helper_autib(cpu_X[30], cpu_env, cpu_X[30], cpu_X[31]);
1547         }
1548         break;
1549     default:
1550         /* default specified as NOP equivalent */
1551         break;
1552     }
1553 }
1554
1555 static void gen_clrex(DisasContext *s, uint32_t insn)
1556 {
1557     tcg_gen_movi_i64(cpu_exclusive_addr, -1);
1558 }
1559
1560 /* CLREX, DSB, DMB, ISB */
1561 static void handle_sync(DisasContext *s, uint32_t insn,
1562                         unsigned int op1, unsigned int op2, unsigned int crm)
1563 {
1564     TCGBar bar;
1565
1566     if (op1 != 3) {
1567         unallocated_encoding(s);
1568         return;
1569     }
1570
1571     switch (op2) {
1572     case 2: /* CLREX */
1573         gen_clrex(s, insn);
1574         return;
1575     case 4: /* DSB */
1576     case 5: /* DMB */
1577         switch (crm & 3) {
1578         case 1: /* MBReqTypes_Reads */
1579             bar = TCG_BAR_SC | TCG_MO_LD_LD | TCG_MO_LD_ST;
1580             break;
1581         case 2: /* MBReqTypes_Writes */
1582             bar = TCG_BAR_SC | TCG_MO_ST_ST;
1583             break;
1584         default: /* MBReqTypes_All */
1585             bar = TCG_BAR_SC | TCG_MO_ALL;
1586             break;
1587         }
1588         tcg_gen_mb(bar);
1589         return;
1590     case 6: /* ISB */
1591         /* We need to break the TB after this insn to execute
1592          * a self-modified code correctly and also to take
1593          * any pending interrupts immediately.
1594          */
1595         gen_goto_tb(s, 0, s->pc);
1596         return;
1597     default:
1598         unallocated_encoding(s);
1599         return;
1600     }
1601 }
1602
1603 /* MSR (immediate) - move immediate to processor state field */
1604 static void handle_msr_i(DisasContext *s, uint32_t insn,
1605                          unsigned int op1, unsigned int op2, unsigned int crm)
1606 {
1607     int op = op1 << 3 | op2;
1608     switch (op) {
1609     case 0x05: /* SPSel */
1610         if (s->current_el == 0) {
1611             unallocated_encoding(s);
1612             return;
1613         }
1614         /* fall through */
1615     case 0x1e: /* DAIFSet */
1616     case 0x1f: /* DAIFClear */
1617     {
1618         TCGv_i32 tcg_imm = tcg_const_i32(crm);
1619         TCGv_i32 tcg_op = tcg_const_i32(op);
1620         gen_a64_set_pc_im(s->pc - 4);
1621         gen_helper_msr_i_pstate(cpu_env, tcg_op, tcg_imm);
1622         tcg_temp_free_i32(tcg_imm);
1623         tcg_temp_free_i32(tcg_op);
1624         /* For DAIFClear, exit the cpu loop to re-evaluate pending IRQs.  */
1625         gen_a64_set_pc_im(s->pc);
1626         s->base.is_jmp = (op == 0x1f ? DISAS_EXIT : DISAS_JUMP);
1627         break;
1628     }
1629     default:
1630         unallocated_encoding(s);
1631         return;
1632     }
1633 }
1634
1635 static void gen_get_nzcv(TCGv_i64 tcg_rt)
1636 {
1637     TCGv_i32 tmp = tcg_temp_new_i32();
1638     TCGv_i32 nzcv = tcg_temp_new_i32();
1639
1640     /* build bit 31, N */
1641     tcg_gen_andi_i32(nzcv, cpu_NF, (1U << 31));
1642     /* build bit 30, Z */
1643     tcg_gen_setcondi_i32(TCG_COND_EQ, tmp, cpu_ZF, 0);
1644     tcg_gen_deposit_i32(nzcv, nzcv, tmp, 30, 1);
1645     /* build bit 29, C */
1646     tcg_gen_deposit_i32(nzcv, nzcv, cpu_CF, 29, 1);
1647     /* build bit 28, V */
1648     tcg_gen_shri_i32(tmp, cpu_VF, 31);
1649     tcg_gen_deposit_i32(nzcv, nzcv, tmp, 28, 1);
1650     /* generate result */
1651     tcg_gen_extu_i32_i64(tcg_rt, nzcv);
1652
1653     tcg_temp_free_i32(nzcv);
1654     tcg_temp_free_i32(tmp);
1655 }
1656
1657 static void gen_set_nzcv(TCGv_i64 tcg_rt)
1658
1659 {
1660     TCGv_i32 nzcv = tcg_temp_new_i32();
1661
1662     /* take NZCV from R[t] */
1663     tcg_gen_extrl_i64_i32(nzcv, tcg_rt);
1664
1665     /* bit 31, N */
1666     tcg_gen_andi_i32(cpu_NF, nzcv, (1U << 31));
1667     /* bit 30, Z */
1668     tcg_gen_andi_i32(cpu_ZF, nzcv, (1 << 30));
1669     tcg_gen_setcondi_i32(TCG_COND_EQ, cpu_ZF, cpu_ZF, 0);
1670     /* bit 29, C */
1671     tcg_gen_andi_i32(cpu_CF, nzcv, (1 << 29));
1672     tcg_gen_shri_i32(cpu_CF, cpu_CF, 29);
1673     /* bit 28, V */
1674     tcg_gen_andi_i32(cpu_VF, nzcv, (1 << 28));
1675     tcg_gen_shli_i32(cpu_VF, cpu_VF, 3);
1676     tcg_temp_free_i32(nzcv);
1677 }
1678
1679 /* MRS - move from system register
1680  * MSR (register) - move to system register
1681  * SYS
1682  * SYSL
1683  * These are all essentially the same insn in 'read' and 'write'
1684  * versions, with varying op0 fields.
1685  */
1686 static void handle_sys(DisasContext *s, uint32_t insn, bool isread,
1687                        unsigned int op0, unsigned int op1, unsigned int op2,
1688                        unsigned int crn, unsigned int crm, unsigned int rt)
1689 {
1690     const ARMCPRegInfo *ri;
1691     TCGv_i64 tcg_rt;
1692
1693     ri = get_arm_cp_reginfo(s->cp_regs,
1694                             ENCODE_AA64_CP_REG(CP_REG_ARM64_SYSREG_CP,
1695                                                crn, crm, op0, op1, op2));
1696
1697     if (!ri) {
1698         /* Unknown register; this might be a guest error or a QEMU
1699          * unimplemented feature.
1700          */
1701         qemu_log_mask(LOG_UNIMP, "%s access to unsupported AArch64 "
1702                       "system register op0:%d op1:%d crn:%d crm:%d op2:%d\n",
1703                       isread ? "read" : "write", op0, op1, crn, crm, op2);
1704         unallocated_encoding(s);
1705         return;
1706     }
1707
1708     /* Check access permissions */
1709     if (!cp_access_ok(s->current_el, ri, isread)) {
1710         unallocated_encoding(s);
1711         return;
1712     }
1713
1714     if (ri->accessfn) {
1715         /* Emit code to perform further access permissions checks at
1716          * runtime; this may result in an exception.
1717          */
1718         TCGv_ptr tmpptr;
1719         TCGv_i32 tcg_syn, tcg_isread;
1720         uint32_t syndrome;
1721
1722         gen_a64_set_pc_im(s->pc - 4);
1723         tmpptr = tcg_const_ptr(ri);
1724         syndrome = syn_aa64_sysregtrap(op0, op1, op2, crn, crm, rt, isread);
1725         tcg_syn = tcg_const_i32(syndrome);
1726         tcg_isread = tcg_const_i32(isread);
1727         gen_helper_access_check_cp_reg(cpu_env, tmpptr, tcg_syn, tcg_isread);
1728         tcg_temp_free_ptr(tmpptr);
1729         tcg_temp_free_i32(tcg_syn);
1730         tcg_temp_free_i32(tcg_isread);
1731     }
1732
1733     /* Handle special cases first */
1734     switch (ri->type & ~(ARM_CP_FLAG_MASK & ~ARM_CP_SPECIAL)) {
1735     case ARM_CP_NOP:
1736         return;
1737     case ARM_CP_NZCV:
1738         tcg_rt = cpu_reg(s, rt);
1739         if (isread) {
1740             gen_get_nzcv(tcg_rt);
1741         } else {
1742             gen_set_nzcv(tcg_rt);
1743         }
1744         return;
1745     case ARM_CP_CURRENTEL:
1746         /* Reads as current EL value from pstate, which is
1747          * guaranteed to be constant by the tb flags.
1748          */
1749         tcg_rt = cpu_reg(s, rt);
1750         tcg_gen_movi_i64(tcg_rt, s->current_el << 2);
1751         return;
1752     case ARM_CP_DC_ZVA:
1753         /* Writes clear the aligned block of memory which rt points into. */
1754         tcg_rt = cpu_reg(s, rt);
1755         gen_helper_dc_zva(cpu_env, tcg_rt);
1756         return;
1757     default:
1758         break;
1759     }
1760     if ((ri->type & ARM_CP_FPU) && !fp_access_check(s)) {
1761         return;
1762     } else if ((ri->type & ARM_CP_SVE) && !sve_access_check(s)) {
1763         return;
1764     }
1765
1766     if ((tb_cflags(s->base.tb) & CF_USE_ICOUNT) && (ri->type & ARM_CP_IO)) {
1767         gen_io_start();
1768     }
1769
1770     tcg_rt = cpu_reg(s, rt);
1771
1772     if (isread) {
1773         if (ri->type & ARM_CP_CONST) {
1774             tcg_gen_movi_i64(tcg_rt, ri->resetvalue);
1775         } else if (ri->readfn) {
1776             TCGv_ptr tmpptr;
1777             tmpptr = tcg_const_ptr(ri);
1778             gen_helper_get_cp_reg64(tcg_rt, cpu_env, tmpptr);
1779             tcg_temp_free_ptr(tmpptr);
1780         } else {
1781             tcg_gen_ld_i64(tcg_rt, cpu_env, ri->fieldoffset);
1782         }
1783     } else {
1784         if (ri->type & ARM_CP_CONST) {
1785             /* If not forbidden by access permissions, treat as WI */
1786             return;
1787         } else if (ri->writefn) {
1788             TCGv_ptr tmpptr;
1789             tmpptr = tcg_const_ptr(ri);
1790             gen_helper_set_cp_reg64(cpu_env, tmpptr, tcg_rt);
1791             tcg_temp_free_ptr(tmpptr);
1792         } else {
1793             tcg_gen_st_i64(tcg_rt, cpu_env, ri->fieldoffset);
1794         }
1795     }
1796
1797     if ((tb_cflags(s->base.tb) & CF_USE_ICOUNT) && (ri->type & ARM_CP_IO)) {
1798         /* I/O operations must end the TB here (whether read or write) */
1799         gen_io_end();
1800         s->base.is_jmp = DISAS_UPDATE;
1801     } else if (!isread && !(ri->type & ARM_CP_SUPPRESS_TB_END)) {
1802         /* We default to ending the TB on a coprocessor register write,
1803          * but allow this to be suppressed by the register definition
1804          * (usually only necessary to work around guest bugs).
1805          */
1806         s->base.is_jmp = DISAS_UPDATE;
1807     }
1808 }
1809
1810 /* System
1811  *  31                 22 21  20 19 18 16 15   12 11    8 7   5 4    0
1812  * +---------------------+---+-----+-----+-------+-------+-----+------+
1813  * | 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 | L | op0 | op1 |  CRn  |  CRm  | op2 |  Rt  |
1814  * +---------------------+---+-----+-----+-------+-------+-----+------+
1815  */
1816 static void disas_system(DisasContext *s, uint32_t insn)
1817 {
1818     unsigned int l, op0, op1, crn, crm, op2, rt;
1819     l = extract32(insn, 21, 1);
1820     op0 = extract32(insn, 19, 2);
1821     op1 = extract32(insn, 16, 3);
1822     crn = extract32(insn, 12, 4);
1823     crm = extract32(insn, 8, 4);
1824     op2 = extract32(insn, 5, 3);
1825     rt = extract32(insn, 0, 5);
1826
1827     if (op0 == 0) {
1828         if (l || rt != 31) {
1829             unallocated_encoding(s);
1830             return;
1831         }
1832         switch (crn) {
1833         case 2: /* HINT (including allocated hints like NOP, YIELD, etc) */
1834             handle_hint(s, insn, op1, op2, crm);
1835             break;
1836         case 3: /* CLREX, DSB, DMB, ISB */
1837             handle_sync(s, insn, op1, op2, crm);
1838             break;
1839         case 4: /* MSR (immediate) */
1840             handle_msr_i(s, insn, op1, op2, crm);
1841             break;
1842         default:
1843             unallocated_encoding(s);
1844             break;
1845         }
1846         return;
1847     }
1848     handle_sys(s, insn, l, op0, op1, op2, crn, crm, rt);
1849 }
1850
1851 /* Exception generation
1852  *
1853  *  31             24 23 21 20                     5 4   2 1  0
1854  * +-----------------+-----+------------------------+-----+----+
1855  * | 1 1 0 1 0 1 0 0 | opc |          imm16         | op2 | LL |
1856  * +-----------------------+------------------------+----------+
1857  */
1858 static void disas_exc(DisasContext *s, uint32_t insn)
1859 {
1860     int opc = extract32(insn, 21, 3);
1861     int op2_ll = extract32(insn, 0, 5);
1862     int imm16 = extract32(insn, 5, 16);
1863     TCGv_i32 tmp;
1864
1865     switch (opc) {
1866     case 0:
1867         /* For SVC, HVC and SMC we advance the single-step state
1868          * machine before taking the exception. This is architecturally
1869          * mandated, to ensure that single-stepping a system call
1870          * instruction works properly.
1871          */
1872         switch (op2_ll) {
1873         case 1:                                                     /* SVC */
1874             gen_ss_advance(s);
1875             gen_exception_insn(s, 0, EXCP_SWI, syn_aa64_svc(imm16),
1876                                default_exception_el(s));
1877             break;
1878         case 2:                                                     /* HVC */
1879             if (s->current_el == 0) {
1880                 unallocated_encoding(s);
1881                 break;
1882             }
1883             /* The pre HVC helper handles cases when HVC gets trapped
1884              * as an undefined insn by runtime configuration.
1885              */
1886             gen_a64_set_pc_im(s->pc - 4);
1887             gen_helper_pre_hvc(cpu_env);
1888             gen_ss_advance(s);
1889             gen_exception_insn(s, 0, EXCP_HVC, syn_aa64_hvc(imm16), 2);
1890             break;
1891         case 3:                                                     /* SMC */
1892             if (s->current_el == 0) {
1893                 unallocated_encoding(s);
1894                 break;
1895             }
1896             gen_a64_set_pc_im(s->pc - 4);
1897             tmp = tcg_const_i32(syn_aa64_smc(imm16));
1898             gen_helper_pre_smc(cpu_env, tmp);
1899             tcg_temp_free_i32(tmp);
1900             gen_ss_advance(s);
1901             gen_exception_insn(s, 0, EXCP_SMC, syn_aa64_smc(imm16), 3);
1902             break;
1903         default:
1904             unallocated_encoding(s);
1905             break;
1906         }
1907         break;
1908     case 1:
1909         if (op2_ll != 0) {
1910             unallocated_encoding(s);
1911             break;
1912         }
1913         /* BRK */
1914         gen_exception_bkpt_insn(s, 4, syn_aa64_bkpt(imm16));
1915         break;
1916     case 2:
1917         if (op2_ll != 0) {
1918             unallocated_encoding(s);
1919             break;
1920         }
1921         /* HLT. This has two purposes.
1922          * Architecturally, it is an external halting debug instruction.
1923          * Since QEMU doesn't implement external debug, we treat this as
1924          * it is required for halting debug disabled: it will UNDEF.
1925          * Secondly, "HLT 0xf000" is the A64 semihosting syscall instruction.
1926          */
1927         if (semihosting_enabled() && imm16 == 0xf000) {
1928 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
1929             /* In system mode, don't allow userspace access to semihosting,
1930              * to provide some semblance of security (and for consistency
1931              * with our 32-bit semihosting).
1932              */
1933             if (s->current_el == 0) {
1934                 unsupported_encoding(s, insn);
1935                 break;
1936             }
1937 #endif
1938             gen_exception_internal_insn(s, 0, EXCP_SEMIHOST);
1939         } else {
1940             unsupported_encoding(s, insn);
1941         }
1942         break;
1943     case 5:
1944         if (op2_ll < 1 || op2_ll > 3) {
1945             unallocated_encoding(s);
1946             break;
1947         }
1948         /* DCPS1, DCPS2, DCPS3 */
1949         unsupported_encoding(s, insn);
1950         break;
1951     default:
1952         unallocated_encoding(s);
1953         break;
1954     }
1955 }
1956
1957 /* Unconditional branch (register)
1958  *  31           25 24   21 20   16 15   10 9    5 4     0
1959  * +---------------+-------+-------+-------+------+-------+
1960  * | 1 1 0 1 0 1 1 |  opc  |  op2  |  op3  |  Rn  |  op4  |
1961  * +---------------+-------+-------+-------+------+-------+
1962  */
1963 static void disas_uncond_b_reg(DisasContext *s, uint32_t insn)
1964 {
1965     unsigned int opc, op2, op3, rn, op4;
1966     TCGv_i64 dst;
1967     TCGv_i64 modifier;
1968
1969     opc = extract32(insn, 21, 4);
1970     op2 = extract32(insn, 16, 5);
1971     op3 = extract32(insn, 10, 6);
1972     rn = extract32(insn, 5, 5);
1973     op4 = extract32(insn, 0, 5);
1974
1975     if (op2 != 0x1f) {
1976         goto do_unallocated;
1977     }
1978
1979     switch (opc) {
1980     case 0: /* BR */
1981     case 1: /* BLR */
1982     case 2: /* RET */
1983         switch (op3) {
1984         case 0:
1985             /* BR, BLR, RET */
1986             if (op4 != 0) {
1987                 goto do_unallocated;
1988             }
1989             dst = cpu_reg(s, rn);
1990             break;
1991
1992         case 2:
1993         case 3:
1994             if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s)) {
1995                 goto do_unallocated;
1996             }
1997             if (opc == 2) {
1998                 /* RETAA, RETAB */
1999                 if (rn != 0x1f || op4 != 0x1f) {
2000                     goto do_unallocated;
2001                 }
2002                 rn = 30;
2003                 modifier = cpu_X[31];
2004             } else {
2005                 /* BRAAZ, BRABZ, BLRAAZ, BLRABZ */
2006                 if (op4 != 0x1f) {
2007                     goto do_unallocated;
2008                 }
2009                 modifier = new_tmp_a64_zero(s);
2010             }
2011             if (s->pauth_active) {
2012                 dst = new_tmp_a64(s);
2013                 if (op3 == 2) {
2014                     gen_helper_autia(dst, cpu_env, cpu_reg(s, rn), modifier);
2015                 } else {
2016                     gen_helper_autib(dst, cpu_env, cpu_reg(s, rn), modifier);
2017                 }
2018             } else {
2019                 dst = cpu_reg(s, rn);
2020             }
2021             break;
2022
2023         default:
2024             goto do_unallocated;
2025         }
2026
2027         gen_a64_set_pc(s, dst);
2028         /* BLR also needs to load return address */
2029         if (opc == 1) {
2030             tcg_gen_movi_i64(cpu_reg(s, 30), s->pc);
2031         }
2032         break;
2033
2034     case 8: /* BRAA */
2035     case 9: /* BLRAA */
2036         if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s)) {
2037             goto do_unallocated;
2038         }
2039         if ((op3 & ~1) != 2) {
2040             goto do_unallocated;
2041         }
2042         if (s->pauth_active) {
2043             dst = new_tmp_a64(s);
2044             modifier = cpu_reg_sp(s, op4);
2045             if (op3 == 2) {
2046                 gen_helper_autia(dst, cpu_env, cpu_reg(s, rn), modifier);
2047             } else {
2048                 gen_helper_autib(dst, cpu_env, cpu_reg(s, rn), modifier);
2049             }
2050         } else {
2051             dst = cpu_reg(s, rn);
2052         }
2053         gen_a64_set_pc(s, dst);
2054         /* BLRAA also needs to load return address */
2055         if (opc == 9) {
2056             tcg_gen_movi_i64(cpu_reg(s, 30), s->pc);
2057         }
2058         break;
2059
2060     case 4: /* ERET */
2061         if (s->current_el == 0) {
2062             goto do_unallocated;
2063         }
2064         switch (op3) {
2065         case 0: /* ERET */
2066             if (op4 != 0) {
2067                 goto do_unallocated;
2068             }
2069             dst = tcg_temp_new_i64();
2070             tcg_gen_ld_i64(dst, cpu_env,
2071                            offsetof(CPUARMState, elr_el[s->current_el]));
2072             break;
2073
2074         case 2: /* ERETAA */
2075         case 3: /* ERETAB */
2076             if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s)) {
2077                 goto do_unallocated;
2078             }
2079             if (rn != 0x1f || op4 != 0x1f) {
2080                 goto do_unallocated;
2081             }
2082             dst = tcg_temp_new_i64();
2083             tcg_gen_ld_i64(dst, cpu_env,
2084                            offsetof(CPUARMState, elr_el[s->current_el]));
2085             if (s->pauth_active) {
2086                 modifier = cpu_X[31];
2087                 if (op3 == 2) {
2088                     gen_helper_autia(dst, cpu_env, dst, modifier);
2089                 } else {
2090                     gen_helper_autib(dst, cpu_env, dst, modifier);
2091                 }
2092             }
2093             break;
2094
2095         default:
2096             goto do_unallocated;
2097         }
2098         if (tb_cflags(s->base.tb) & CF_USE_ICOUNT) {
2099             gen_io_start();
2100         }
2101
2102         gen_helper_exception_return(cpu_env, dst);
2103         tcg_temp_free_i64(dst);
2104         if (tb_cflags(s->base.tb) & CF_USE_ICOUNT) {
2105             gen_io_end();
2106         }
2107         /* Must exit loop to check un-masked IRQs */
2108         s->base.is_jmp = DISAS_EXIT;
2109         return;
2110
2111     case 5: /* DRPS */
2112         if (op3 != 0 || op4 != 0 || rn != 0x1f) {
2113             goto do_unallocated;
2114         } else {
2115             unsupported_encoding(s, insn);
2116         }
2117         return;
2118
2119     default:
2120     do_unallocated:
2121         unallocated_encoding(s);
2122         return;
2123     }
2124
2125     s->base.is_jmp = DISAS_JUMP;
2126 }
2127
2128 /* Branches, exception generating and system instructions */
2129 static void disas_b_exc_sys(DisasContext *s, uint32_t insn)
2130 {
2131     switch (extract32(insn, 25, 7)) {
2132     case 0x0a: case 0x0b:
2133     case 0x4a: case 0x4b: /* Unconditional branch (immediate) */
2134         disas_uncond_b_imm(s, insn);
2135         break;
2136     case 0x1a: case 0x5a: /* Compare & branch (immediate) */
2137         disas_comp_b_imm(s, insn);
2138         break;
2139     case 0x1b: case 0x5b: /* Test & branch (immediate) */
2140         disas_test_b_imm(s, insn);
2141         break;
2142     case 0x2a: /* Conditional branch (immediate) */
2143         disas_cond_b_imm(s, insn);
2144         break;
2145     case 0x6a: /* Exception generation / System */
2146         if (insn & (1 << 24)) {
2147             if (extract32(insn, 22, 2) == 0) {
2148                 disas_system(s, insn);
2149             } else {
2150                 unallocated_encoding(s);
2151             }
2152         } else {
2153             disas_exc(s, insn);
2154         }
2155         break;
2156     case 0x6b: /* Unconditional branch (register) */
2157         disas_uncond_b_reg(s, insn);
2158         break;
2159     default:
2160         unallocated_encoding(s);
2161         break;
2162     }
2163 }
2164
2165 /*
2166  * Load/Store exclusive instructions are implemented by remembering
2167  * the value/address loaded, and seeing if these are the same
2168  * when the store is performed. This is not actually the architecturally
2169  * mandated semantics, but it works for typical guest code sequences
2170  * and avoids having to monitor regular stores.
2171  *
2172  * The store exclusive uses the atomic cmpxchg primitives to avoid
2173  * races in multi-threaded linux-user and when MTTCG softmmu is
2174  * enabled.
2175  */
2176 static void gen_load_exclusive(DisasContext *s, int rt, int rt2,
2177                                TCGv_i64 addr, int size, bool is_pair)
2178 {
2179     int idx = get_mem_index(s);
2180     TCGMemOp memop = s->be_data;
2181
2182     g_assert(size <= 3);
2183     if (is_pair) {
2184         g_assert(size >= 2);
2185         if (size == 2) {
2186             /* The pair must be single-copy atomic for the doubleword.  */
2187             memop |= MO_64 | MO_ALIGN;
2188             tcg_gen_qemu_ld_i64(cpu_exclusive_val, addr, idx, memop);
2189             if (s->be_data == MO_LE) {
2190                 tcg_gen_extract_i64(cpu_reg(s, rt), cpu_exclusive_val, 0, 32);
2191                 tcg_gen_extract_i64(cpu_reg(s, rt2), cpu_exclusive_val, 32, 32);
2192             } else {
2193                 tcg_gen_extract_i64(cpu_reg(s, rt), cpu_exclusive_val, 32, 32);
2194                 tcg_gen_extract_i64(cpu_reg(s, rt2), cpu_exclusive_val, 0, 32);
2195             }
2196         } else {
2197             /* The pair must be single-copy atomic for *each* doubleword, not
2198                the entire quadword, however it must be quadword aligned.  */
2199             memop |= MO_64;
2200             tcg_gen_qemu_ld_i64(cpu_exclusive_val, addr, idx,
2201                                 memop | MO_ALIGN_16);
2202
2203             TCGv_i64 addr2 = tcg_temp_new_i64();
2204             tcg_gen_addi_i64(addr2, addr, 8);
2205             tcg_gen_qemu_ld_i64(cpu_exclusive_high, addr2, idx, memop);
2206             tcg_temp_free_i64(addr2);
2207
2208             tcg_gen_mov_i64(cpu_reg(s, rt), cpu_exclusive_val);
2209             tcg_gen_mov_i64(cpu_reg(s, rt2), cpu_exclusive_high);
2210         }
2211     } else {
2212         memop |= size | MO_ALIGN;
2213         tcg_gen_qemu_ld_i64(cpu_exclusive_val, addr, idx, memop);
2214         tcg_gen_mov_i64(cpu_reg(s, rt), cpu_exclusive_val);
2215     }
2216     tcg_gen_mov_i64(cpu_exclusive_addr, addr);
2217 }
2218
2219 static void gen_store_exclusive(DisasContext *s, int rd, int rt, int rt2,
2220                                 TCGv_i64 addr, int size, int is_pair)
2221 {
2222     /* if (env->exclusive_addr == addr && env->exclusive_val == [addr]
2223      *     && (!is_pair || env->exclusive_high == [addr + datasize])) {
2224      *     [addr] = {Rt};
2225      *     if (is_pair) {
2226      *         [addr + datasize] = {Rt2};
2227      *     }
2228      *     {Rd} = 0;
2229      * } else {
2230      *     {Rd} = 1;
2231      * }
2232      * env->exclusive_addr = -1;
2233      */
2234     TCGLabel *fail_label = gen_new_label();
2235     TCGLabel *done_label = gen_new_label();
2236     TCGv_i64 tmp;
2237
2238     tcg_gen_brcond_i64(TCG_COND_NE, addr, cpu_exclusive_addr, fail_label);
2239
2240     tmp = tcg_temp_new_i64();
2241     if (is_pair) {
2242         if (size == 2) {
2243             if (s->be_data == MO_LE) {
2244                 tcg_gen_concat32_i64(tmp, cpu_reg(s, rt), cpu_reg(s, rt2));
2245             } else {
2246                 tcg_gen_concat32_i64(tmp, cpu_reg(s, rt2), cpu_reg(s, rt));
2247             }
2248             tcg_gen_atomic_cmpxchg_i64(tmp, cpu_exclusive_addr,
2249                                        cpu_exclusive_val, tmp,
2250                                        get_mem_index(s),
2251                                        MO_64 | MO_ALIGN | s->be_data);
2252             tcg_gen_setcond_i64(TCG_COND_NE, tmp, tmp, cpu_exclusive_val);
2253         } else if (tb_cflags(s->base.tb) & CF_PARALLEL) {
2254             if (!HAVE_CMPXCHG128) {
2255                 gen_helper_exit_atomic(cpu_env);
2256                 s->base.is_jmp = DISAS_NORETURN;
2257             } else if (s->be_data == MO_LE) {
2258                 gen_helper_paired_cmpxchg64_le_parallel(tmp, cpu_env,
2259                                                         cpu_exclusive_addr,
2260                                                         cpu_reg(s, rt),
2261                                                         cpu_reg(s, rt2));
2262             } else {
2263                 gen_helper_paired_cmpxchg64_be_parallel(tmp, cpu_env,
2264                                                         cpu_exclusive_addr,
2265                                                         cpu_reg(s, rt),
2266                                                         cpu_reg(s, rt2));
2267             }
2268         } else if (s->be_data == MO_LE) {
2269             gen_helper_paired_cmpxchg64_le(tmp, cpu_env, cpu_exclusive_addr,
2270                                            cpu_reg(s, rt), cpu_reg(s, rt2));
2271         } else {
2272             gen_helper_paired_cmpxchg64_be(tmp, cpu_env, cpu_exclusive_addr,
2273                                            cpu_reg(s, rt), cpu_reg(s, rt2));
2274         }
2275     } else {
2276         tcg_gen_atomic_cmpxchg_i64(tmp, cpu_exclusive_addr, cpu_exclusive_val,
2277                                    cpu_reg(s, rt), get_mem_index(s),
2278                                    size | MO_ALIGN | s->be_data);
2279         tcg_gen_setcond_i64(TCG_COND_NE, tmp, tmp, cpu_exclusive_val);
2280     }
2281     tcg_gen_mov_i64(cpu_reg(s, rd), tmp);
2282     tcg_temp_free_i64(tmp);
2283     tcg_gen_br(done_label);
2284
2285     gen_set_label(fail_label);
2286     tcg_gen_movi_i64(cpu_reg(s, rd), 1);
2287     gen_set_label(done_label);
2288     tcg_gen_movi_i64(cpu_exclusive_addr, -1);
2289 }
2290
2291 static void gen_compare_and_swap(DisasContext *s, int rs, int rt,
2292                                  int rn, int size)
2293 {
2294     TCGv_i64 tcg_rs = cpu_reg(s, rs);
2295     TCGv_i64 tcg_rt = cpu_reg(s, rt);
2296     int memidx = get_mem_index(s);
2297     TCGv_i64 addr = cpu_reg_sp(s, rn);
2298
2299     if (rn == 31) {
2300         gen_check_sp_alignment(s);
2301     }
2302     tcg_gen_atomic_cmpxchg_i64(tcg_rs, addr, tcg_rs, tcg_rt, memidx,
2303                                size | MO_ALIGN | s->be_data);
2304 }
2305
2306 static void gen_compare_and_swap_pair(DisasContext *s, int rs, int rt,
2307                                       int rn, int size)
2308 {
2309     TCGv_i64 s1 = cpu_reg(s, rs);
2310     TCGv_i64 s2 = cpu_reg(s, rs + 1);
2311     TCGv_i64 t1 = cpu_reg(s, rt);
2312     TCGv_i64 t2 = cpu_reg(s, rt + 1);
2313     TCGv_i64 addr = cpu_reg_sp(s, rn);
2314     int memidx = get_mem_index(s);
2315
2316     if (rn == 31) {
2317         gen_check_sp_alignment(s);
2318     }
2319
2320     if (size == 2) {
2321         TCGv_i64 cmp = tcg_temp_new_i64();
2322         TCGv_i64 val = tcg_temp_new_i64();
2323
2324         if (s->be_data == MO_LE) {
2325             tcg_gen_concat32_i64(val, t1, t2);
2326             tcg_gen_concat32_i64(cmp, s1, s2);
2327         } else {
2328             tcg_gen_concat32_i64(val, t2, t1);
2329             tcg_gen_concat32_i64(cmp, s2, s1);
2330         }
2331
2332         tcg_gen_atomic_cmpxchg_i64(cmp, addr, cmp, val, memidx,
2333                                    MO_64 | MO_ALIGN | s->be_data);
2334         tcg_temp_free_i64(val);
2335
2336         if (s->be_data == MO_LE) {
2337             tcg_gen_extr32_i64(s1, s2, cmp);
2338         } else {
2339             tcg_gen_extr32_i64(s2, s1, cmp);
2340         }
2341         tcg_temp_free_i64(cmp);
2342     } else if (tb_cflags(s->base.tb) & CF_PARALLEL) {
2343         if (HAVE_CMPXCHG128) {
2344             TCGv_i32 tcg_rs = tcg_const_i32(rs);
2345             if (s->be_data == MO_LE) {
2346                 gen_helper_casp_le_parallel(cpu_env, tcg_rs, addr, t1, t2);
2347             } else {
2348                 gen_helper_casp_be_parallel(cpu_env, tcg_rs, addr, t1, t2);
2349             }
2350             tcg_temp_free_i32(tcg_rs);
2351         } else {
2352             gen_helper_exit_atomic(cpu_env);
2353             s->base.is_jmp = DISAS_NORETURN;
2354         }
2355     } else {
2356         TCGv_i64 d1 = tcg_temp_new_i64();
2357         TCGv_i64 d2 = tcg_temp_new_i64();
2358         TCGv_i64 a2 = tcg_temp_new_i64();
2359         TCGv_i64 c1 = tcg_temp_new_i64();
2360         TCGv_i64 c2 = tcg_temp_new_i64();
2361         TCGv_i64 zero = tcg_const_i64(0);
2362
2363         /* Load the two words, in memory order.  */
2364         tcg_gen_qemu_ld_i64(d1, addr, memidx,
2365                             MO_64 | MO_ALIGN_16 | s->be_data);
2366         tcg_gen_addi_i64(a2, addr, 8);
2367         tcg_gen_qemu_ld_i64(d2, addr, memidx, MO_64 | s->be_data);
2368
2369         /* Compare the two words, also in memory order.  */
2370         tcg_gen_setcond_i64(TCG_COND_EQ, c1, d1, s1);
2371         tcg_gen_setcond_i64(TCG_COND_EQ, c2, d2, s2);
2372         tcg_gen_and_i64(c2, c2, c1);
2373
2374         /* If compare equal, write back new data, else write back old data.  */
2375         tcg_gen_movcond_i64(TCG_COND_NE, c1, c2, zero, t1, d1);
2376         tcg_gen_movcond_i64(TCG_COND_NE, c2, c2, zero, t2, d2);
2377         tcg_gen_qemu_st_i64(c1, addr, memidx, MO_64 | s->be_data);
2378         tcg_gen_qemu_st_i64(c2, a2, memidx, MO_64 | s->be_data);
2379         tcg_temp_free_i64(a2);
2380         tcg_temp_free_i64(c1);
2381         tcg_temp_free_i64(c2);
2382         tcg_temp_free_i64(zero);
2383
2384         /* Write back the data from memory to Rs.  */
2385         tcg_gen_mov_i64(s1, d1);
2386         tcg_gen_mov_i64(s2, d2);
2387         tcg_temp_free_i64(d1);
2388         tcg_temp_free_i64(d2);
2389     }
2390 }
2391
2392 /* Update the Sixty-Four bit (SF) registersize. This logic is derived
2393  * from the ARMv8 specs for LDR (Shared decode for all encodings).
2394  */
2395 static bool disas_ldst_compute_iss_sf(int size, bool is_signed, int opc)
2396 {
2397     int opc0 = extract32(opc, 0, 1);
2398     int regsize;
2399
2400     if (is_signed) {
2401         regsize = opc0 ? 32 : 64;
2402     } else {
2403         regsize = size == 3 ? 64 : 32;
2404     }
2405     return regsize == 64;
2406 }
2407
2408 /* Load/store exclusive
2409  *
2410  *  31 30 29         24  23  22   21  20  16  15  14   10 9    5 4    0
2411  * +-----+-------------+----+---+----+------+----+-------+------+------+
2412  * | sz  | 0 0 1 0 0 0 | o2 | L | o1 |  Rs  | o0 |  Rt2  |  Rn  | Rt   |
2413  * +-----+-------------+----+---+----+------+----+-------+------+------+
2414  *
2415  *  sz: 00 -> 8 bit, 01 -> 16 bit, 10 -> 32 bit, 11 -> 64 bit
2416  *   L: 0 -> store, 1 -> load
2417  *  o2: 0 -> exclusive, 1 -> not
2418  *  o1: 0 -> single register, 1 -> register pair
2419  *  o0: 1 -> load-acquire/store-release, 0 -> not
2420  */
2421 static void disas_ldst_excl(DisasContext *s, uint32_t insn)
2422 {
2423     int rt = extract32(insn, 0, 5);
2424     int rn = extract32(insn, 5, 5);
2425     int rt2 = extract32(insn, 10, 5);
2426     int rs = extract32(insn, 16, 5);
2427     int is_lasr = extract32(insn, 15, 1);
2428     int o2_L_o1_o0 = extract32(insn, 21, 3) * 2 | is_lasr;
2429     int size = extract32(insn, 30, 2);
2430     TCGv_i64 tcg_addr;
2431
2432     switch (o2_L_o1_o0) {
2433     case 0x0: /* STXR */
2434     case 0x1: /* STLXR */
2435         if (rn == 31) {
2436             gen_check_sp_alignment(s);
2437         }
2438         if (is_lasr) {
2439             tcg_gen_mb(TCG_MO_ALL | TCG_BAR_STRL);
2440         }
2441         tcg_addr = read_cpu_reg_sp(s, rn, 1);
2442         gen_store_exclusive(s, rs, rt, rt2, tcg_addr, size, false);
2443         return;
2444
2445     case 0x4: /* LDXR */
2446     case 0x5: /* LDAXR */
2447         if (rn == 31) {
2448             gen_check_sp_alignment(s);
2449         }
2450         tcg_addr = read_cpu_reg_sp(s, rn, 1);
2451         s->is_ldex = true;
2452         gen_load_exclusive(s, rt, rt2, tcg_addr, size, false);
2453         if (is_lasr) {
2454             tcg_gen_mb(TCG_MO_ALL | TCG_BAR_LDAQ);
2455         }
2456         return;
2457
2458     case 0x8: /* STLLR */
2459         if (!dc_isar_feature(aa64_lor, s)) {
2460             break;
2461         }
2462         /* StoreLORelease is the same as Store-Release for QEMU.  */
2463         /* fall through */
2464     case 0x9: /* STLR */
2465         /* Generate ISS for non-exclusive accesses including LASR.  */
2466         if (rn == 31) {
2467             gen_check_sp_alignment(s);
2468         }
2469         tcg_gen_mb(TCG_MO_ALL | TCG_BAR_STRL);
2470         tcg_addr = read_cpu_reg_sp(s, rn, 1);
2471         do_gpr_st(s, cpu_reg(s, rt), tcg_addr, size, true, rt,
2472                   disas_ldst_compute_iss_sf(size, false, 0), is_lasr);
2473         return;
2474
2475     case 0xc: /* LDLAR */
2476         if (!dc_isar_feature(aa64_lor, s)) {
2477             break;
2478         }
2479         /* LoadLOAcquire is the same as Load-Acquire for QEMU.  */
2480         /* fall through */
2481     case 0xd: /* LDAR */
2482         /* Generate ISS for non-exclusive accesses including LASR.  */
2483         if (rn == 31) {
2484             gen_check_sp_alignment(s);
2485         }
2486         tcg_addr = read_cpu_reg_sp(s, rn, 1);
2487         do_gpr_ld(s, cpu_reg(s, rt), tcg_addr, size, false, false, true, rt,
2488                   disas_ldst_compute_iss_sf(size, false, 0), is_lasr);
2489         tcg_gen_mb(TCG_MO_ALL | TCG_BAR_LDAQ);
2490         return;
2491
2492     case 0x2: case 0x3: /* CASP / STXP */
2493         if (size & 2) { /* STXP / STLXP */
2494             if (rn == 31) {
2495                 gen_check_sp_alignment(s);
2496             }
2497             if (is_lasr) {
2498                 tcg_gen_mb(TCG_MO_ALL | TCG_BAR_STRL);
2499             }
2500             tcg_addr = read_cpu_reg_sp(s, rn, 1);
2501             gen_store_exclusive(s, rs, rt, rt2, tcg_addr, size, true);
2502             return;
2503         }
2504         if (rt2 == 31
2505             && ((rt | rs) & 1) == 0
2506             && dc_isar_feature(aa64_atomics, s)) {
2507             /* CASP / CASPL */
2508             gen_compare_and_swap_pair(s, rs, rt, rn, size | 2);
2509             return;
2510         }
2511         break;
2512
2513     case 0x6: case 0x7: /* CASPA / LDXP */
2514         if (size & 2) { /* LDXP / LDAXP */
2515             if (rn == 31) {
2516                 gen_check_sp_alignment(s);
2517             }
2518             tcg_addr = read_cpu_reg_sp(s, rn, 1);
2519             s->is_ldex = true;
2520             gen_load_exclusive(s, rt, rt2, tcg_addr, size, true);
2521             if (is_lasr) {
2522                 tcg_gen_mb(TCG_MO_ALL | TCG_BAR_LDAQ);
2523             }
2524             return;
2525         }
2526         if (rt2 == 31
2527             && ((rt | rs) & 1) == 0
2528             && dc_isar_feature(aa64_atomics, s)) {
2529             /* CASPA / CASPAL */
2530             gen_compare_and_swap_pair(s, rs, rt, rn, size | 2);
2531             return;
2532         }
2533         break;
2534
2535     case 0xa: /* CAS */
2536     case 0xb: /* CASL */
2537     case 0xe: /* CASA */
2538     case 0xf: /* CASAL */
2539         if (rt2 == 31 && dc_isar_feature(aa64_atomics, s)) {
2540             gen_compare_and_swap(s, rs, rt, rn, size);
2541             return;
2542         }
2543         break;
2544     }
2545     unallocated_encoding(s);
2546 }
2547
2548 /*
2549  * Load register (literal)
2550  *
2551  *  31 30 29   27  26 25 24 23                5 4     0
2552  * +-----+-------+---+-----+-------------------+-------+
2553  * | opc | 0 1 1 | V | 0 0 |     imm19         |  Rt   |
2554  * +-----+-------+---+-----+-------------------+-------+
2555  *
2556  * V: 1 -> vector (simd/fp)
2557  * opc (non-vector): 00 -> 32 bit, 01 -> 64 bit,
2558  *                   10-> 32 bit signed, 11 -> prefetch
2559  * opc (vector): 00 -> 32 bit, 01 -> 64 bit, 10 -> 128 bit (11 unallocated)
2560  */
2561 static void disas_ld_lit(DisasContext *s, uint32_t insn)
2562 {
2563     int rt = extract32(insn, 0, 5);
2564     int64_t imm = sextract32(insn, 5, 19) << 2;
2565     bool is_vector = extract32(insn, 26, 1);
2566     int opc = extract32(insn, 30, 2);
2567     bool is_signed = false;
2568     int size = 2;
2569     TCGv_i64 tcg_rt, tcg_addr;
2570
2571     if (is_vector) {
2572         if (opc == 3) {
2573             unallocated_encoding(s);
2574             return;
2575         }
2576         size = 2 + opc;
2577         if (!fp_access_check(s)) {
2578             return;
2579         }
2580     } else {
2581         if (opc == 3) {
2582             /* PRFM (literal) : prefetch */
2583             return;
2584         }
2585         size = 2 + extract32(opc, 0, 1);
2586         is_signed = extract32(opc, 1, 1);
2587     }
2588
2589     tcg_rt = cpu_reg(s, rt);
2590
2591     tcg_addr = tcg_const_i64((s->pc - 4) + imm);
2592     if (is_vector) {
2593         do_fp_ld(s, rt, tcg_addr, size);
2594     } else {
2595         /* Only unsigned 32bit loads target 32bit registers.  */
2596         bool iss_sf = opc != 0;
2597
2598         do_gpr_ld(s, tcg_rt, tcg_addr, size, is_signed, false,
2599                   true, rt, iss_sf, false);
2600     }
2601     tcg_temp_free_i64(tcg_addr);
2602 }
2603
2604 /*
2605  * LDNP (Load Pair - non-temporal hint)
2606  * LDP (Load Pair - non vector)
2607  * LDPSW (Load Pair Signed Word - non vector)
2608  * STNP (Store Pair - non-temporal hint)
2609  * STP (Store Pair - non vector)
2610  * LDNP (Load Pair of SIMD&FP - non-temporal hint)
2611  * LDP (Load Pair of SIMD&FP)
2612  * STNP (Store Pair of SIMD&FP - non-temporal hint)
2613  * STP (Store Pair of SIMD&FP)
2614  *
2615  *  31 30 29   27  26  25 24   23  22 21   15 14   10 9    5 4    0
2616  * +-----+-------+---+---+-------+---+-----------------------------+
2617  * | opc | 1 0 1 | V | 0 | index | L |  imm7 |  Rt2  |  Rn  | Rt   |
2618  * +-----+-------+---+---+-------+---+-------+-------+------+------+
2619  *
2620  * opc: LDP/STP/LDNP/STNP        00 -> 32 bit, 10 -> 64 bit
2621  *      LDPSW                    01
2622  *      LDP/STP/LDNP/STNP (SIMD) 00 -> 32 bit, 01 -> 64 bit, 10 -> 128 bit
2623  *   V: 0 -> GPR, 1 -> Vector
2624  * idx: 00 -> signed offset with non-temporal hint, 01 -> post-index,
2625  *      10 -> signed offset, 11 -> pre-index
2626  *   L: 0 -> Store 1 -> Load
2627  *
2628  * Rt, Rt2 = GPR or SIMD registers to be stored
2629  * Rn = general purpose register containing address
2630  * imm7 = signed offset (multiple of 4 or 8 depending on size)
2631  */
2632 static void disas_ldst_pair(DisasContext *s, uint32_t insn)
2633 {
2634     int rt = extract32(insn, 0, 5);
2635     int rn = extract32(insn, 5, 5);
2636     int rt2 = extract32(insn, 10, 5);
2637     uint64_t offset = sextract64(insn, 15, 7);
2638     int index = extract32(insn, 23, 2);
2639     bool is_vector = extract32(insn, 26, 1);
2640     bool is_load = extract32(insn, 22, 1);
2641     int opc = extract32(insn, 30, 2);
2642
2643     bool is_signed = false;
2644     bool postindex = false;
2645     bool wback = false;
2646
2647     TCGv_i64 tcg_addr; /* calculated address */
2648     int size;
2649
2650     if (opc == 3) {
2651         unallocated_encoding(s);
2652         return;
2653     }
2654
2655     if (is_vector) {
2656         size = 2 + opc;
2657     } else {
2658         size = 2 + extract32(opc, 1, 1);
2659         is_signed = extract32(opc, 0, 1);
2660         if (!is_load && is_signed) {
2661             unallocated_encoding(s);
2662             return;
2663         }
2664     }
2665
2666     switch (index) {
2667     case 1: /* post-index */
2668         postindex = true;
2669         wback = true;
2670         break;
2671     case 0:
2672         /* signed offset with "non-temporal" hint. Since we don't emulate
2673          * caches we don't care about hints to the cache system about
2674          * data access patterns, and handle this identically to plain
2675          * signed offset.
2676          */
2677         if (is_signed) {
2678             /* There is no non-temporal-hint version of LDPSW */
2679             unallocated_encoding(s);
2680             return;
2681         }
2682         postindex = false;
2683         break;
2684     case 2: /* signed offset, rn not updated */
2685         postindex = false;
2686         break;
2687     case 3: /* pre-index */
2688         postindex = false;
2689         wback = true;
2690         break;
2691     }
2692
2693     if (is_vector && !fp_access_check(s)) {
2694         return;
2695     }
2696
2697     offset <<= size;
2698
2699     if (rn == 31) {
2700         gen_check_sp_alignment(s);
2701     }
2702
2703     tcg_addr = read_cpu_reg_sp(s, rn, 1);
2704
2705     if (!postindex) {
2706         tcg_gen_addi_i64(tcg_addr, tcg_addr, offset);
2707     }
2708
2709     if (is_vector) {
2710         if (is_load) {
2711             do_fp_ld(s, rt, tcg_addr, size);
2712         } else {
2713             do_fp_st(s, rt, tcg_addr, size);
2714         }
2715         tcg_gen_addi_i64(tcg_addr, tcg_addr, 1 << size);
2716         if (is_load) {
2717             do_fp_ld(s, rt2, tcg_addr, size);
2718         } else {
2719             do_fp_st(s, rt2, tcg_addr, size);
2720         }
2721     } else {
2722         TCGv_i64 tcg_rt = cpu_reg(s, rt);
2723         TCGv_i64 tcg_rt2 = cpu_reg(s, rt2);
2724
2725         if (is_load) {
2726             TCGv_i64 tmp = tcg_temp_new_i64();
2727
2728             /* Do not modify tcg_rt before recognizing any exception
2729              * from the second load.
2730              */
2731             do_gpr_ld(s, tmp, tcg_addr, size, is_signed, false,
2732                       false, 0, false, false);
2733             tcg_gen_addi_i64(tcg_addr, tcg_addr, 1 << size);
2734             do_gpr_ld(s, tcg_rt2, tcg_addr, size, is_signed, false,
2735                       false, 0, false, false);
2736
2737             tcg_gen_mov_i64(tcg_rt, tmp);
2738             tcg_temp_free_i64(tmp);
2739         } else {
2740             do_gpr_st(s, tcg_rt, tcg_addr, size,
2741                       false, 0, false, false);
2742             tcg_gen_addi_i64(tcg_addr, tcg_addr, 1 << size);
2743             do_gpr_st(s, tcg_rt2, tcg_addr, size,
2744                       false, 0, false, false);
2745         }
2746     }
2747
2748     if (wback) {
2749         if (postindex) {
2750             tcg_gen_addi_i64(tcg_addr, tcg_addr, offset - (1 << size));
2751         } else {
2752             tcg_gen_subi_i64(tcg_addr, tcg_addr, 1 << size);
2753         }
2754         tcg_gen_mov_i64(cpu_reg_sp(s, rn), tcg_addr);
2755     }
2756 }
2757
2758 /*
2759  * Load/store (immediate post-indexed)
2760  * Load/store (immediate pre-indexed)
2761  * Load/store (unscaled immediate)
2762  *
2763  * 31 30 29   27  26 25 24 23 22 21  20    12 11 10 9    5 4    0
2764  * +----+-------+---+-----+-----+---+--------+-----+------+------+
2765  * |size| 1 1 1 | V | 0 0 | opc | 0 |  imm9  | idx |  Rn  |  Rt  |
2766  * +----+-------+---+-----+-----+---+--------+-----+------+------+
2767  *
2768  * idx = 01 -> post-indexed, 11 pre-indexed, 00 unscaled imm. (no writeback)
2769          10 -> unprivileged
2770  * V = 0 -> non-vector
2771  * size: 00 -> 8 bit, 01 -> 16 bit, 10 -> 32 bit, 11 -> 64bit
2772  * opc: 00 -> store, 01 -> loadu, 10 -> loads 64, 11 -> loads 32
2773  */
2774 static void disas_ldst_reg_imm9(DisasContext *s, uint32_t insn,
2775                                 int opc,
2776                                 int size,
2777                                 int rt,
2778                                 bool is_vector)
2779 {
2780     int rn = extract32(insn, 5, 5);
2781     int imm9 = sextract32(insn, 12, 9);
2782     int idx = extract32(insn, 10, 2);
2783     bool is_signed = false;
2784     bool is_store = false;
2785     bool is_extended = false;
2786     bool is_unpriv = (idx == 2);
2787     bool iss_valid = !is_vector;
2788     bool post_index;
2789     bool writeback;
2790
2791     TCGv_i64 tcg_addr;
2792
2793     if (is_vector) {
2794         size |= (opc & 2) << 1;
2795         if (size > 4 || is_unpriv) {
2796             unallocated_encoding(s);
2797             return;
2798         }
2799         is_store = ((opc & 1) == 0);
2800         if (!fp_access_check(s)) {
2801             return;
2802         }
2803     } else {
2804         if (size == 3 && opc == 2) {
2805             /* PRFM - prefetch */
2806             if (idx != 0) {
2807                 unallocated_encoding(s);
2808                 return;
2809             }
2810             return;
2811         }
2812         if (opc == 3 && size > 1) {
2813             unallocated_encoding(s);
2814             return;
2815         }
2816         is_store = (opc == 0);
2817         is_signed = extract32(opc, 1, 1);
2818         is_extended = (size < 3) && extract32(opc, 0, 1);
2819     }
2820
2821     switch (idx) {
2822     case 0:
2823     case 2:
2824         post_index = false;
2825         writeback = false;
2826         break;
2827     case 1:
2828         post_index = true;
2829         writeback = true;
2830         break;
2831     case 3:
2832         post_index = false;
2833         writeback = true;
2834         break;
2835     default:
2836         g_assert_not_reached();
2837     }
2838
2839     if (rn == 31) {
2840         gen_check_sp_alignment(s);
2841     }
2842     tcg_addr = read_cpu_reg_sp(s, rn, 1);
2843
2844     if (!post_index) {
2845         tcg_gen_addi_i64(tcg_addr, tcg_addr, imm9);
2846     }
2847
2848     if (is_vector) {
2849         if (is_store) {
2850             do_fp_st(s, rt, tcg_addr, size);
2851         } else {
2852             do_fp_ld(s, rt, tcg_addr, size);
2853         }
2854     } else {
2855         TCGv_i64 tcg_rt = cpu_reg(s, rt);
2856         int memidx = is_unpriv ? get_a64_user_mem_index(s) : get_mem_index(s);
2857         bool iss_sf = disas_ldst_compute_iss_sf(size, is_signed, opc);
2858
2859         if (is_store) {
2860             do_gpr_st_memidx(s, tcg_rt, tcg_addr, size, memidx,
2861                              iss_valid, rt, iss_sf, false);
2862         } else {
2863             do_gpr_ld_memidx(s, tcg_rt, tcg_addr, size,
2864                              is_signed, is_extended, memidx,
2865                              iss_valid, rt, iss_sf, false);
2866         }
2867     }
2868
2869     if (writeback) {
2870         TCGv_i64 tcg_rn = cpu_reg_sp(s, rn);
2871         if (post_index) {
2872             tcg_gen_addi_i64(tcg_addr, tcg_addr, imm9);
2873         }
2874         tcg_gen_mov_i64(tcg_rn, tcg_addr);
2875     }
2876 }
2877
2878 /*
2879  * Load/store (register offset)
2880  *
2881  * 31 30 29   27  26 25 24 23 22 21  20  16 15 13 12 11 10 9  5 4  0
2882  * +----+-------+---+-----+-----+---+------+-----+--+-----+----+----+
2883  * |size| 1 1 1 | V | 0 0 | opc | 1 |  Rm  | opt | S| 1 0 | Rn | Rt |
2884  * +----+-------+---+-----+-----+---+------+-----+--+-----+----+----+
2885  *
2886  * For non-vector:
2887  *   size: 00-> byte, 01 -> 16 bit, 10 -> 32bit, 11 -> 64bit
2888  *   opc: 00 -> store, 01 -> loadu, 10 -> loads 64, 11 -> loads 32
2889  * For vector:
2890  *   size is opc<1>:size<1:0> so 100 -> 128 bit; 110 and 111 unallocated
2891  *   opc<0>: 0 -> store, 1 -> load
2892  * V: 1 -> vector/simd
2893  * opt: extend encoding (see DecodeRegExtend)
2894  * S: if S=1 then scale (essentially index by sizeof(size))
2895  * Rt: register to transfer into/out of
2896  * Rn: address register or SP for base
2897  * Rm: offset register or ZR for offset
2898  */
2899 static void disas_ldst_reg_roffset(DisasContext *s, uint32_t insn,
2900                                    int opc,
2901                                    int size,
2902                                    int rt,
2903                                    bool is_vector)
2904 {
2905     int rn = extract32(insn, 5, 5);
2906     int shift = extract32(insn, 12, 1);
2907     int rm = extract32(insn, 16, 5);
2908     int opt = extract32(insn, 13, 3);
2909     bool is_signed = false;
2910     bool is_store = false;
2911     bool is_extended = false;
2912
2913     TCGv_i64 tcg_rm;
2914     TCGv_i64 tcg_addr;
2915
2916     if (extract32(opt, 1, 1) == 0) {
2917         unallocated_encoding(s);
2918         return;
2919     }
2920
2921     if (is_vector) {
2922         size |= (opc & 2) << 1;
2923         if (size > 4) {
2924             unallocated_encoding(s);
2925             return;
2926         }
2927         is_store = !extract32(opc, 0, 1);
2928         if (!fp_access_check(s)) {
2929             return;
2930         }
2931     } else {
2932         if (size == 3 && opc == 2) {
2933             /* PRFM - prefetch */
2934             return;
2935         }
2936         if (opc == 3 && size > 1) {
2937             unallocated_encoding(s);
2938             return;
2939         }
2940         is_store = (opc == 0);
2941         is_signed = extract32(opc, 1, 1);
2942         is_extended = (size < 3) && extract32(opc, 0, 1);
2943     }
2944
2945     if (rn == 31) {
2946         gen_check_sp_alignment(s);
2947     }
2948     tcg_addr = read_cpu_reg_sp(s, rn, 1);
2949
2950     tcg_rm = read_cpu_reg(s, rm, 1);
2951     ext_and_shift_reg(tcg_rm, tcg_rm, opt, shift ? size : 0);
2952
2953     tcg_gen_add_i64(tcg_addr, tcg_addr, tcg_rm);
2954
2955     if (is_vector) {
2956         if (is_store) {
2957             do_fp_st(s, rt, tcg_addr, size);
2958         } else {
2959             do_fp_ld(s, rt, tcg_addr, size);
2960         }
2961     } else {
2962         TCGv_i64 tcg_rt = cpu_reg(s, rt);
2963         bool iss_sf = disas_ldst_compute_iss_sf(size, is_signed, opc);
2964         if (is_store) {
2965             do_gpr_st(s, tcg_rt, tcg_addr, size,
2966                       true, rt, iss_sf, false);
2967         } else {
2968             do_gpr_ld(s, tcg_rt, tcg_addr, size,
2969                       is_signed, is_extended,
2970                       true, rt, iss_sf, false);
2971         }
2972     }
2973 }
2974
2975 /*
2976  * Load/store (unsigned immediate)
2977  *
2978  * 31 30 29   27  26 25 24 23 22 21        10 9     5
2979  * +----+-------+---+-----+-----+------------+-------+------+
2980  * |size| 1 1 1 | V | 0 1 | opc |   imm12    |  Rn   |  Rt  |
2981  * +----+-------+---+-----+-----+------------+-------+------+
2982  *
2983  * For non-vector:
2984  *   size: 00-> byte, 01 -> 16 bit, 10 -> 32bit, 11 -> 64bit
2985  *   opc: 00 -> store, 01 -> loadu, 10 -> loads 64, 11 -> loads 32
2986  * For vector:
2987  *   size is opc<1>:size<1:0> so 100 -> 128 bit; 110 and 111 unallocated
2988  *   opc<0>: 0 -> store, 1 -> load
2989  * Rn: base address register (inc SP)
2990  * Rt: target register
2991  */
2992 static void disas_ldst_reg_unsigned_imm(DisasContext *s, uint32_t insn,
2993                                         int opc,
2994                                         int size,
2995                                         int rt,
2996                                         bool is_vector)
2997 {
2998     int rn = extract32(insn, 5, 5);
2999     unsigned int imm12 = extract32(insn, 10, 12);
3000     unsigned int offset;
3001
3002     TCGv_i64 tcg_addr;
3003
3004     bool is_store;
3005     bool is_signed = false;
3006     bool is_extended = false;
3007
3008     if (is_vector) {
3009         size |= (opc & 2) << 1;
3010         if (size > 4) {
3011             unallocated_encoding(s);
3012             return;
3013         }
3014         is_store = !extract32(opc, 0, 1);
3015         if (!fp_access_check(s)) {
3016             return;
3017         }
3018     } else {
3019         if (size == 3 && opc == 2) {
3020             /* PRFM - prefetch */
3021             return;
3022         }
3023         if (opc == 3 && size > 1) {
3024             unallocated_encoding(s);
3025             return;
3026         }
3027         is_store = (opc == 0);
3028         is_signed = extract32(opc, 1, 1);
3029         is_extended = (size < 3) && extract32(opc, 0, 1);
3030     }
3031
3032     if (rn == 31) {
3033         gen_check_sp_alignment(s);
3034     }
3035     tcg_addr = read_cpu_reg_sp(s, rn, 1);
3036     offset = imm12 << size;
3037     tcg_gen_addi_i64(tcg_addr, tcg_addr, offset);
3038
3039     if (is_vector) {
3040         if (is_store) {
3041             do_fp_st(s, rt, tcg_addr, size);
3042         } else {
3043             do_fp_ld(s, rt, tcg_addr, size);
3044         }
3045     } else {
3046         TCGv_i64 tcg_rt = cpu_reg(s, rt);
3047         bool iss_sf = disas_ldst_compute_iss_sf(size, is_signed, opc);
3048         if (is_store) {
3049             do_gpr_st(s, tcg_rt, tcg_addr, size,
3050                       true, rt, iss_sf, false);
3051         } else {
3052             do_gpr_ld(s, tcg_rt, tcg_addr, size, is_signed, is_extended,
3053                       true, rt, iss_sf, false);
3054         }
3055     }
3056 }
3057
3058 /* Atomic memory operations
3059  *
3060  *  31  30      27  26    24    22  21   16   15    12    10    5     0
3061  * +------+-------+---+-----+-----+---+----+----+-----+-----+----+-----+
3062  * | size | 1 1 1 | V | 0 0 | A R | 1 | Rs | o3 | opc | 0 0 | Rn |  Rt |
3063  * +------+-------+---+-----+-----+--------+----+-----+-----+----+-----+
3064  *
3065  * Rt: the result register
3066  * Rn: base address or SP
3067  * Rs: the source register for the operation
3068  * V: vector flag (always 0 as of v8.3)
3069  * A: acquire flag
3070  * R: release flag
3071  */
3072 static void disas_ldst_atomic(DisasContext *s, uint32_t insn,
3073                               int size, int rt, bool is_vector)
3074 {
3075     int rs = extract32(insn, 16, 5);
3076     int rn = extract32(insn, 5, 5);
3077     int o3_opc = extract32(insn, 12, 4);
3078     TCGv_i64 tcg_rn, tcg_rs;
3079     AtomicThreeOpFn *fn;
3080
3081     if (is_vector || !dc_isar_feature(aa64_atomics, s)) {
3082         unallocated_encoding(s);
3083         return;
3084     }
3085     switch (o3_opc) {
3086     case 000: /* LDADD */
3087         fn = tcg_gen_atomic_fetch_add_i64;
3088         break;
3089     case 001: /* LDCLR */
3090         fn = tcg_gen_atomic_fetch_and_i64;
3091         break;
3092     case 002: /* LDEOR */
3093         fn = tcg_gen_atomic_fetch_xor_i64;
3094         break;
3095     case 003: /* LDSET */
3096         fn = tcg_gen_atomic_fetch_or_i64;
3097         break;
3098     case 004: /* LDSMAX */
3099         fn = tcg_gen_atomic_fetch_smax_i64;
3100         break;
3101     case 005: /* LDSMIN */
3102         fn = tcg_gen_atomic_fetch_smin_i64;
3103         break;
3104     case 006: /* LDUMAX */
3105         fn = tcg_gen_atomic_fetch_umax_i64;
3106         break;
3107     case 007: /* LDUMIN */
3108         fn = tcg_gen_atomic_fetch_umin_i64;
3109         break;
3110     case 010: /* SWP */
3111         fn = tcg_gen_atomic_xchg_i64;
3112         break;
3113     default:
3114         unallocated_encoding(s);
3115         return;
3116     }
3117
3118     if (rn == 31) {
3119         gen_check_sp_alignment(s);
3120     }
3121     tcg_rn = cpu_reg_sp(s, rn);
3122     tcg_rs = read_cpu_reg(s, rs, true);
3123
3124     if (o3_opc == 1) { /* LDCLR */
3125         tcg_gen_not_i64(tcg_rs, tcg_rs);
3126     }
3127
3128     /* The tcg atomic primitives are all full barriers.  Therefore we
3129      * can ignore the Acquire and Release bits of this instruction.
3130      */
3131     fn(cpu_reg(s, rt), tcg_rn, tcg_rs, get_mem_index(s),
3132        s->be_data | size | MO_ALIGN);
3133 }
3134
3135 /*
3136  * PAC memory operations
3137  *
3138  *  31  30      27  26    24    22  21       12  11  10    5     0
3139  * +------+-------+---+-----+-----+---+--------+---+---+----+-----+
3140  * | size | 1 1 1 | V | 0 0 | M S | 1 |  imm9  | W | 1 | Rn |  Rt |
3141  * +------+-------+---+-----+-----+---+--------+---+---+----+-----+
3142  *
3143  * Rt: the result register
3144  * Rn: base address or SP
3145  * V: vector flag (always 0 as of v8.3)
3146  * M: clear for key DA, set for key DB
3147  * W: pre-indexing flag
3148  * S: sign for imm9.
3149  */
3150 static void disas_ldst_pac(DisasContext *s, uint32_t insn,
3151                            int size, int rt, bool is_vector)
3152 {
3153     int rn = extract32(insn, 5, 5);
3154     bool is_wback = extract32(insn, 11, 1);
3155     bool use_key_a = !extract32(insn, 23, 1);
3156     int offset;
3157     TCGv_i64 tcg_addr, tcg_rt;
3158
3159     if (size != 3 || is_vector || !dc_isar_feature(aa64_pauth, s)) {
3160         unallocated_encoding(s);
3161         return;
3162     }
3163
3164     if (rn == 31) {
3165         gen_check_sp_alignment(s);
3166     }
3167     tcg_addr = read_cpu_reg_sp(s, rn, 1);
3168
3169     if (s->pauth_active) {
3170         if (use_key_a) {
3171             gen_helper_autda(tcg_addr, cpu_env, tcg_addr, cpu_X[31]);
3172         } else {
3173             gen_helper_autdb(tcg_addr, cpu_env, tcg_addr, cpu_X[31]);
3174         }
3175     }
3176
3177     /* Form the 10-bit signed, scaled offset.  */
3178     offset = (extract32(insn, 22, 1) << 9) | extract32(insn, 12, 9);
3179     offset = sextract32(offset << size, 0, 10 + size);
3180     tcg_gen_addi_i64(tcg_addr, tcg_addr, offset);
3181
3182     tcg_rt = cpu_reg(s, rt);
3183
3184     do_gpr_ld(s, tcg_rt, tcg_addr, size, /* is_signed */ false,
3185               /* extend */ false, /* iss_valid */ !is_wback,
3186               /* iss_srt */ rt, /* iss_sf */ true, /* iss_ar */ false);
3187
3188     if (is_wback) {
3189         tcg_gen_mov_i64(cpu_reg_sp(s, rn), tcg_addr);
3190     }
3191 }
3192
3193 /* Load/store register (all forms) */
3194 static void disas_ldst_reg(DisasContext *s, uint32_t insn)
3195 {
3196     int rt = extract32(insn, 0, 5);
3197     int opc = extract32(insn, 22, 2);
3198     bool is_vector = extract32(insn, 26, 1);
3199     int size = extract32(insn, 30, 2);
3200
3201     switch (extract32(insn, 24, 2)) {
3202     case 0:
3203         if (extract32(insn, 21, 1) == 0) {
3204             /* Load/store register (unscaled immediate)
3205              * Load/store immediate pre/post-indexed
3206              * Load/store register unprivileged
3207              */
3208             disas_ldst_reg_imm9(s, insn, opc, size, rt, is_vector);
3209             return;
3210         }
3211         switch (extract32(insn, 10, 2)) {
3212         case 0:
3213             disas_ldst_atomic(s, insn, size, rt, is_vector);
3214             return;
3215         case 2:
3216             disas_ldst_reg_roffset(s, insn, opc, size, rt, is_vector);
3217             return;
3218         default:
3219             disas_ldst_pac(s, insn, size, rt, is_vector);
3220             return;
3221         }
3222         break;
3223     case 1:
3224         disas_ldst_reg_unsigned_imm(s, insn, opc, size, rt, is_vector);
3225         return;
3226     }
3227     unallocated_encoding(s);
3228 }
3229
3230 /* AdvSIMD load/store multiple structures
3231  *
3232  *  31  30  29           23 22  21         16 15    12 11  10 9    5 4    0
3233  * +---+---+---------------+---+-------------+--------+------+------+------+
3234  * | 0 | Q | 0 0 1 1 0 0 0 | L | 0 0 0 0 0 0 | opcode | size |  Rn  |  Rt  |
3235  * +---+---+---------------+---+-------------+--------+------+------+------+
3236  *
3237  * AdvSIMD load/store multiple structures (post-indexed)
3238  *
3239  *  31  30  29           23 22  21  20     16 15    12 11  10 9    5 4    0
3240  * +---+---+---------------+---+---+---------+--------+------+------+------+
3241  * | 0 | Q | 0 0 1 1 0 0 1 | L | 0 |   Rm    | opcode | size |  Rn  |  Rt  |
3242  * +---+---+---------------+---+---+---------+--------+------+------+------+
3243  *
3244  * Rt: first (or only) SIMD&FP register to be transferred
3245  * Rn: base address or SP
3246  * Rm (post-index only): post-index register (when !31) or size dependent #imm
3247  */
3248 static void disas_ldst_multiple_struct(DisasContext *s, uint32_t insn)
3249 {
3250     int rt = extract32(insn, 0, 5);
3251     int rn = extract32(insn, 5, 5);
3252     int rm = extract32(insn, 16, 5);
3253     int size = extract32(insn, 10, 2);
3254     int opcode = extract32(insn, 12, 4);
3255     bool is_store = !extract32(insn, 22, 1);
3256     bool is_postidx = extract32(insn, 23, 1);
3257     bool is_q = extract32(insn, 30, 1);
3258     TCGv_i64 tcg_addr, tcg_rn, tcg_ebytes;
3259     TCGMemOp endian = s->be_data;
3260
3261     int ebytes;   /* bytes per element */
3262     int elements; /* elements per vector */
3263     int rpt;    /* num iterations */
3264     int selem;  /* structure elements */
3265     int r;
3266
3267     if (extract32(insn, 31, 1) || extract32(insn, 21, 1)) {
3268         unallocated_encoding(s);
3269         return;
3270     }
3271
3272     if (!is_postidx && rm != 0) {
3273         unallocated_encoding(s);
3274         return;
3275     }
3276
3277     /* From the shared decode logic */
3278     switch (opcode) {
3279     case 0x0:
3280         rpt = 1;
3281         selem = 4;
3282         break;
3283     case 0x2:
3284         rpt = 4;
3285         selem = 1;
3286         break;
3287     case 0x4:
3288         rpt = 1;
3289         selem = 3;
3290         break;
3291     case 0x6:
3292         rpt = 3;
3293         selem = 1;
3294         break;
3295     case 0x7:
3296         rpt = 1;
3297         selem = 1;
3298         break;
3299     case 0x8:
3300         rpt = 1;
3301         selem = 2;
3302         break;
3303     case 0xa:
3304         rpt = 2;
3305         selem = 1;
3306         break;
3307     default:
3308         unallocated_encoding(s);
3309         return;
3310     }
3311
3312     if (size == 3 && !is_q && selem != 1) {
3313         /* reserved */
3314         unallocated_encoding(s);
3315         return;
3316     }
3317
3318     if (!fp_access_check(s)) {
3319         return;
3320     }
3321
3322     if (rn == 31) {
3323         gen_check_sp_alignment(s);
3324     }
3325
3326     /* For our purposes, bytes are always little-endian.  */
3327     if (size == 0) {
3328         endian = MO_LE;
3329     }
3330
3331     /* Consecutive little-endian elements from a single register
3332      * can be promoted to a larger little-endian operation.
3333      */
3334     if (selem == 1 && endian == MO_LE) {
3335         size = 3;
3336     }
3337     ebytes = 1 << size;
3338     elements = (is_q ? 16 : 8) / ebytes;
3339
3340     tcg_rn = cpu_reg_sp(s, rn);
3341     tcg_addr = tcg_temp_new_i64();
3342     tcg_gen_mov_i64(tcg_addr, tcg_rn);
3343     tcg_ebytes = tcg_const_i64(ebytes);
3344
3345     for (r = 0; r < rpt; r++) {
3346         int e;
3347         for (e = 0; e < elements; e++) {
3348             int xs;
3349             for (xs = 0; xs < selem; xs++) {
3350                 int tt = (rt + r + xs) % 32;
3351                 if (is_store) {
3352                     do_vec_st(s, tt, e, tcg_addr, size, endian);
3353                 } else {
3354                     do_vec_ld(s, tt, e, tcg_addr, size, endian);
3355                 }
3356                 tcg_gen_add_i64(tcg_addr, tcg_addr, tcg_ebytes);
3357             }
3358         }
3359     }
3360
3361     if (!is_store) {
3362         /* For non-quad operations, setting a slice of the low
3363          * 64 bits of the register clears the high 64 bits (in
3364          * the ARM ARM pseudocode this is implicit in the fact
3365          * that 'rval' is a 64 bit wide variable).
3366          * For quad operations, we might still need to zero the
3367          * high bits of SVE.
3368          */
3369         for (r = 0; r < rpt * selem; r++) {
3370             int tt = (rt + r) % 32;
3371             clear_vec_high(s, is_q, tt);
3372         }
3373     }
3374
3375     if (is_postidx) {
3376         if (rm == 31) {
3377             tcg_gen_mov_i64(tcg_rn, tcg_addr);
3378         } else {
3379             tcg_gen_add_i64(tcg_rn, tcg_rn, cpu_reg(s, rm));
3380         }
3381     }
3382     tcg_temp_free_i64(tcg_ebytes);
3383     tcg_temp_free_i64(tcg_addr);
3384 }
3385
3386 /* AdvSIMD load/store single structure
3387  *
3388  *  31  30  29           23 22 21 20       16 15 13 12  11  10 9    5 4    0
3389  * +---+---+---------------+-----+-----------+-----+---+------+------+------+
3390  * | 0 | Q | 0 0 1 1 0 1 0 | L R | 0 0 0 0 0 | opc | S | size |  Rn  |  Rt  |
3391  * +---+---+---------------+-----+-----------+-----+---+------+------+------+
3392  *
3393  * AdvSIMD load/store single structure (post-indexed)
3394  *
3395  *  31  30  29           23 22 21 20       16 15 13 12  11  10 9    5 4    0
3396  * +---+---+---------------+-----+-----------+-----+---+------+------+------+
3397  * | 0 | Q | 0 0 1 1 0 1 1 | L R |     Rm    | opc | S | size |  Rn  |  Rt  |
3398  * +---+---+---------------+-----+-----------+-----+---+------+------+------+
3399  *
3400  * Rt: first (or only) SIMD&FP register to be transferred
3401  * Rn: base address or SP
3402  * Rm (post-index only): post-index register (when !31) or size dependent #imm
3403  * index = encoded in Q:S:size dependent on size
3404  *
3405  * lane_size = encoded in R, opc
3406  * transfer width = encoded in opc, S, size
3407  */
3408 static void disas_ldst_single_struct(DisasContext *s, uint32_t insn)
3409 {
3410     int rt = extract32(insn, 0, 5);
3411     int rn = extract32(insn, 5, 5);
3412     int rm = extract32(insn, 16, 5);
3413     int size = extract32(insn, 10, 2);
3414     int S = extract32(insn, 12, 1);
3415     int opc = extract32(insn, 13, 3);
3416     int R = extract32(insn, 21, 1);
3417     int is_load = extract32(insn, 22, 1);
3418     int is_postidx = extract32(insn, 23, 1);
3419     int is_q = extract32(insn, 30, 1);
3420
3421     int scale = extract32(opc, 1, 2);
3422     int selem = (extract32(opc, 0, 1) << 1 | R) + 1;
3423     bool replicate = false;
3424     int index = is_q << 3 | S << 2 | size;
3425     int ebytes, xs;
3426     TCGv_i64 tcg_addr, tcg_rn, tcg_ebytes;
3427
3428     if (extract32(insn, 31, 1)) {
3429         unallocated_encoding(s);
3430         return;
3431     }
3432     if (!is_postidx && rm != 0) {
3433         unallocated_encoding(s);
3434         return;
3435     }
3436
3437     switch (scale) {
3438     case 3:
3439         if (!is_load || S) {
3440             unallocated_encoding(s);
3441             return;
3442         }
3443         scale = size;
3444         replicate = true;
3445         break;
3446     case 0:
3447         break;
3448     case 1:
3449         if (extract32(size, 0, 1)) {
3450             unallocated_encoding(s);
3451             return;
3452         }
3453         index >>= 1;
3454         break;
3455     case 2:
3456         if (extract32(size, 1, 1)) {
3457             unallocated_encoding(s);
3458             return;
3459         }
3460         if (!extract32(size, 0, 1)) {
3461             index >>= 2;
3462         } else {
3463             if (S) {
3464                 unallocated_encoding(s);
3465                 return;
3466             }
3467             index >>= 3;
3468             scale = 3;
3469         }
3470         break;
3471     default:
3472         g_assert_not_reached();
3473     }
3474
3475     if (!fp_access_check(s)) {
3476         return;
3477     }
3478
3479     ebytes = 1 << scale;
3480
3481     if (rn == 31) {
3482         gen_check_sp_alignment(s);
3483     }
3484
3485     tcg_rn = cpu_reg_sp(s, rn);
3486     tcg_addr = tcg_temp_new_i64();
3487     tcg_gen_mov_i64(tcg_addr, tcg_rn);
3488     tcg_ebytes = tcg_const_i64(ebytes);
3489
3490     for (xs = 0; xs < selem; xs++) {
3491         if (replicate) {
3492             /* Load and replicate to all elements */
3493             TCGv_i64 tcg_tmp = tcg_temp_new_i64();
3494
3495             tcg_gen_qemu_ld_i64(tcg_tmp, tcg_addr,
3496                                 get_mem_index(s), s->be_data + scale);
3497             tcg_gen_gvec_dup_i64(scale, vec_full_reg_offset(s, rt),
3498                                  (is_q + 1) * 8, vec_full_reg_size(s),
3499                                  tcg_tmp);
3500             tcg_temp_free_i64(tcg_tmp);
3501         } else {
3502             /* Load/store one element per register */
3503             if (is_load) {
3504                 do_vec_ld(s, rt, index, tcg_addr, scale, s->be_data);
3505             } else {
3506                 do_vec_st(s, rt, index, tcg_addr, scale, s->be_data);
3507             }
3508         }
3509         tcg_gen_add_i64(tcg_addr, tcg_addr, tcg_ebytes);
3510         rt = (rt + 1) % 32;
3511     }
3512
3513     if (is_postidx) {
3514         if (rm == 31) {
3515             tcg_gen_mov_i64(tcg_rn, tcg_addr);
3516         } else {
3517             tcg_gen_add_i64(tcg_rn, tcg_rn, cpu_reg(s, rm));
3518         }
3519     }
3520     tcg_temp_free_i64(tcg_ebytes);
3521     tcg_temp_free_i64(tcg_addr);
3522 }
3523
3524 /* Loads and stores */
3525 static void disas_ldst(DisasContext *s, uint32_t insn)
3526 {
3527     switch (extract32(insn, 24, 6)) {
3528     case 0x08: /* Load/store exclusive */
3529         disas_ldst_excl(s, insn);
3530         break;
3531     case 0x18: case 0x1c: /* Load register (literal) */
3532         disas_ld_lit(s, insn);
3533         break;
3534     case 0x28: case 0x29:
3535     case 0x2c: case 0x2d: /* Load/store pair (all forms) */
3536         disas_ldst_pair(s, insn);
3537         break;
3538     case 0x38: case 0x39:
3539     case 0x3c: case 0x3d: /* Load/store register (all forms) */
3540         disas_ldst_reg(s, insn);
3541         break;
3542     case 0x0c: /* AdvSIMD load/store multiple structures */
3543         disas_ldst_multiple_struct(s, insn);
3544         break;
3545     case 0x0d: /* AdvSIMD load/store single structure */
3546         disas_ldst_single_struct(s, insn);
3547         break;
3548     default:
3549         unallocated_encoding(s);
3550         break;
3551     }
3552 }
3553
3554 /* PC-rel. addressing
3555  *   31  30   29 28       24 23                5 4    0
3556  * +----+-------+-----------+-------------------+------+
3557  * | op | immlo | 1 0 0 0 0 |       immhi       |  Rd  |
3558  * +----+-------+-----------+-------------------+------+
3559  */
3560 static void disas_pc_rel_adr(DisasContext *s, uint32_t insn)
3561 {
3562     unsigned int page, rd;
3563     uint64_t base;
3564     uint64_t offset;
3565
3566     page = extract32(insn, 31, 1);
3567     /* SignExtend(immhi:immlo) -> offset */
3568     offset = sextract64(insn, 5, 19);
3569     offset = offset << 2 | extract32(insn, 29, 2);
3570     rd = extract32(insn, 0, 5);
3571     base = s->pc - 4;
3572
3573     if (page) {
3574         /* ADRP (page based) */
3575         base &= ~0xfff;
3576         offset <<= 12;
3577     }
3578
3579     tcg_gen_movi_i64(cpu_reg(s, rd), base + offset);
3580 }
3581
3582 /*
3583  * Add/subtract (immediate)
3584  *
3585  *  31 30 29 28       24 23 22 21         10 9   5 4   0
3586  * +--+--+--+-----------+-----+-------------+-----+-----+
3587  * |sf|op| S| 1 0 0 0 1 |shift|    imm12    |  Rn | Rd  |
3588  * +--+--+--+-----------+-----+-------------+-----+-----+
3589  *
3590  *    sf: 0 -> 32bit, 1 -> 64bit
3591  *    op: 0 -> add  , 1 -> sub
3592  *     S: 1 -> set flags
3593  * shift: 00 -> LSL imm by 0, 01 -> LSL imm by 12
3594  */
3595 static void disas_add_sub_imm(DisasContext *s, uint32_t insn)
3596 {
3597     int rd = extract32(insn, 0, 5);
3598     int rn = extract32(insn, 5, 5);
3599     uint64_t imm = extract32(insn, 10, 12);
3600     int shift = extract32(insn, 22, 2);
3601     bool setflags = extract32(insn, 29, 1);
3602     bool sub_op = extract32(insn, 30, 1);
3603     bool is_64bit = extract32(insn, 31, 1);
3604
3605     TCGv_i64 tcg_rn = cpu_reg_sp(s, rn);
3606     TCGv_i64 tcg_rd = setflags ? cpu_reg(s, rd) : cpu_reg_sp(s, rd);
3607     TCGv_i64 tcg_result;
3608
3609     switch (shift) {
3610     case 0x0:
3611         break;
3612     case 0x1:
3613         imm <<= 12;
3614         break;
3615     default:
3616         unallocated_encoding(s);
3617         return;
3618     }
3619
3620     tcg_result = tcg_temp_new_i64();
3621     if (!setflags) {
3622         if (sub_op) {
3623             tcg_gen_subi_i64(tcg_result, tcg_rn, imm);
3624         } else {
3625             tcg_gen_addi_i64(tcg_result, tcg_rn, imm);
3626         }
3627     } else {
3628         TCGv_i64 tcg_imm = tcg_const_i64(imm);
3629         if (sub_op) {
3630             gen_sub_CC(is_64bit, tcg_result, tcg_rn, tcg_imm);
3631         } else {
3632             gen_add_CC(is_64bit, tcg_result, tcg_rn, tcg_imm);
3633         }
3634         tcg_temp_free_i64(tcg_imm);
3635     }
3636
3637     if (is_64bit) {
3638         tcg_gen_mov_i64(tcg_rd, tcg_result);
3639     } else {
3640         tcg_gen_ext32u_i64(tcg_rd, tcg_result);
3641     }
3642
3643     tcg_temp_free_i64(tcg_result);
3644 }
3645
3646 /* The input should be a value in the bottom e bits (with higher
3647  * bits zero); returns that value replicated into every element
3648  * of size e in a 64 bit integer.
3649  */
3650 static uint64_t bitfield_replicate(uint64_t mask, unsigned int e)
3651 {
3652     assert(e != 0);
3653     while (e < 64) {
3654         mask |= mask << e;
3655         e *= 2;
3656     }
3657     return mask;
3658 }
3659
3660 /* Return a value with the bottom len bits set (where 0 < len <= 64) */
3661 static inline uint64_t bitmask64(unsigned int length)
3662 {
3663     assert(length > 0 && length <= 64);
3664     return ~0ULL >> (64 - length);
3665 }
3666
3667 /* Simplified variant of pseudocode DecodeBitMasks() for the case where we
3668  * only require the wmask. Returns false if the imms/immr/immn are a reserved
3669  * value (ie should cause a guest UNDEF exception), and true if they are
3670  * valid, in which case the decoded bit pattern is written to result.
3671  */
3672 bool logic_imm_decode_wmask(uint64_t *result, unsigned int immn,
3673                             unsigned int imms, unsigned int immr)
3674 {
3675     uint64_t mask;
3676     unsigned e, levels, s, r;
3677     int len;
3678
3679     assert(immn < 2 && imms < 64 && immr < 64);
3680
3681     /* The bit patterns we create here are 64 bit patterns which
3682      * are vectors of identical elements of size e = 2, 4, 8, 16, 32 or
3683      * 64 bits each. Each element contains the same value: a run
3684      * of between 1 and e-1 non-zero bits, rotated within the
3685      * element by between 0 and e-1 bits.
3686      *
3687      * The element size and run length are encoded into immn (1 bit)
3688      * and imms (6 bits) as follows:
3689      * 64 bit elements: immn = 1, imms = <length of run - 1>
3690      * 32 bit elements: immn = 0, imms = 0 : <length of run - 1>
3691      * 16 bit elements: immn = 0, imms = 10 : <length of run - 1>
3692      *  8 bit elements: immn = 0, imms = 110 : <length of run - 1>
3693      *  4 bit elements: immn = 0, imms = 1110 : <length of run - 1>
3694      *  2 bit elements: immn = 0, imms = 11110 : <length of run - 1>
3695      * Notice that immn = 0, imms = 11111x is the only combination
3696      * not covered by one of the above options; this is reserved.
3697      * Further, <length of run - 1> all-ones is a reserved pattern.
3698      *
3699      * In all cases the rotation is by immr % e (and immr is 6 bits).
3700      */
3701
3702     /* First determine the element size */
3703     len = 31 - clz32((immn << 6) | (~imms & 0x3f));
3704     if (len < 1) {
3705         /* This is the immn == 0, imms == 0x11111x case */
3706         return false;
3707     }
3708     e = 1 << len;
3709
3710     levels = e - 1;
3711     s = imms & levels;
3712     r = immr & levels;
3713
3714     if (s == levels) {
3715         /* <length of run - 1> mustn't be all-ones. */
3716         return false;
3717     }
3718
3719     /* Create the value of one element: s+1 set bits rotated
3720      * by r within the element (which is e bits wide)...
3721      */
3722     mask = bitmask64(s + 1);
3723     if (r) {
3724         mask = (mask >> r) | (mask << (e - r));
3725         mask &= bitmask64(e);
3726     }
3727     /* ...then replicate the element over the whole 64 bit value */
3728     mask = bitfield_replicate(mask, e);
3729     *result = mask;
3730     return true;
3731 }
3732
3733 /* Logical (immediate)
3734  *   31  30 29 28         23 22  21  16 15  10 9    5 4    0
3735  * +----+-----+-------------+---+------+------+------+------+
3736  * | sf | opc | 1 0 0 1 0 0 | N | immr | imms |  Rn  |  Rd  |
3737  * +----+-----+-------------+---+------+------+------+------+
3738  */
3739 static void disas_logic_imm(DisasContext *s, uint32_t insn)
3740 {
3741     unsigned int sf, opc, is_n, immr, imms, rn, rd;
3742     TCGv_i64 tcg_rd, tcg_rn;
3743     uint64_t wmask;
3744     bool is_and = false;
3745
3746     sf = extract32(insn, 31, 1);
3747     opc = extract32(insn, 29, 2);
3748     is_n = extract32(insn, 22, 1);
3749     immr = extract32(insn, 16, 6);
3750     imms = extract32(insn, 10, 6);
3751     rn = extract32(insn, 5, 5);
3752     rd = extract32(insn, 0, 5);
3753
3754     if (!sf && is_n) {
3755         unallocated_encoding(s);
3756         return;
3757     }
3758
3759     if (opc == 0x3) { /* ANDS */
3760         tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
3761     } else {
3762         tcg_rd = cpu_reg_sp(s, rd);
3763     }
3764     tcg_rn = cpu_reg(s, rn);
3765
3766     if (!logic_imm_decode_wmask(&wmask, is_n, imms, immr)) {
3767         /* some immediate field values are reserved */
3768         unallocated_encoding(s);
3769         return;
3770     }
3771
3772     if (!sf) {
3773         wmask &= 0xffffffff;
3774     }
3775
3776     switch (opc) {
3777     case 0x3: /* ANDS */
3778     case 0x0: /* AND */
3779         tcg_gen_andi_i64(tcg_rd, tcg_rn, wmask);
3780         is_and = true;
3781         break;
3782     case 0x1: /* ORR */
3783         tcg_gen_ori_i64(tcg_rd, tcg_rn, wmask);
3784         break;
3785     case 0x2: /* EOR */
3786         tcg_gen_xori_i64(tcg_rd, tcg_rn, wmask);
3787         break;
3788     default:
3789         assert(FALSE); /* must handle all above */
3790         break;
3791     }
3792
3793     if (!sf && !is_and) {
3794         /* zero extend final result; we know we can skip this for AND
3795          * since the immediate had the high 32 bits clear.
3796          */
3797         tcg_gen_ext32u_i64(tcg_rd, tcg_rd);
3798     }
3799
3800     if (opc == 3) { /* ANDS */
3801         gen_logic_CC(sf, tcg_rd);
3802     }
3803 }
3804
3805 /*
3806  * Move wide (immediate)
3807  *
3808  *  31 30 29 28         23 22 21 20             5 4    0
3809  * +--+-----+-------------+-----+----------------+------+
3810  * |sf| opc | 1 0 0 1 0 1 |  hw |  imm16         |  Rd  |
3811  * +--+-----+-------------+-----+----------------+------+
3812  *
3813  * sf: 0 -> 32 bit, 1 -> 64 bit
3814  * opc: 00 -> N, 10 -> Z, 11 -> K
3815  * hw: shift/16 (0,16, and sf only 32, 48)
3816  */
3817 static void disas_movw_imm(DisasContext *s, uint32_t insn)
3818 {
3819     int rd = extract32(insn, 0, 5);
3820     uint64_t imm = extract32(insn, 5, 16);
3821     int sf = extract32(insn, 31, 1);
3822     int opc = extract32(insn, 29, 2);
3823     int pos = extract32(insn, 21, 2) << 4;
3824     TCGv_i64 tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
3825     TCGv_i64 tcg_imm;
3826
3827     if (!sf && (pos >= 32)) {
3828         unallocated_encoding(s);
3829         return;
3830     }
3831
3832     switch (opc) {
3833     case 0: /* MOVN */
3834     case 2: /* MOVZ */
3835         imm <<= pos;
3836         if (opc == 0) {
3837             imm = ~imm;
3838         }
3839         if (!sf) {
3840             imm &= 0xffffffffu;
3841         }
3842         tcg_gen_movi_i64(tcg_rd, imm);
3843         break;
3844     case 3: /* MOVK */
3845         tcg_imm = tcg_const_i64(imm);
3846         tcg_gen_deposit_i64(tcg_rd, tcg_rd, tcg_imm, pos, 16);
3847         tcg_temp_free_i64(tcg_imm);
3848         if (!sf) {
3849             tcg_gen_ext32u_i64(tcg_rd, tcg_rd);
3850         }
3851         break;
3852     default:
3853         unallocated_encoding(s);
3854         break;
3855     }
3856 }
3857
3858 /* Bitfield
3859  *   31  30 29 28         23 22  21  16 15  10 9    5 4    0
3860  * +----+-----+-------------+---+------+------+------+------+
3861  * | sf | opc | 1 0 0 1 1 0 | N | immr | imms |  Rn  |  Rd  |
3862  * +----+-----+-------------+---+------+------+------+------+
3863  */
3864 static void disas_bitfield(DisasContext *s, uint32_t insn)
3865 {
3866     unsigned int sf, n, opc, ri, si, rn, rd, bitsize, pos, len;
3867     TCGv_i64 tcg_rd, tcg_tmp;
3868
3869     sf = extract32(insn, 31, 1);
3870     opc = extract32(insn, 29, 2);
3871     n = extract32(insn, 22, 1);
3872     ri = extract32(insn, 16, 6);
3873     si = extract32(insn, 10, 6);
3874     rn = extract32(insn, 5, 5);
3875     rd = extract32(insn, 0, 5);
3876     bitsize = sf ? 64 : 32;
3877
3878     if (sf != n || ri >= bitsize || si >= bitsize || opc > 2) {
3879         unallocated_encoding(s);
3880         return;
3881     }
3882
3883     tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
3884
3885     /* Suppress the zero-extend for !sf.  Since RI and SI are constrained
3886        to be smaller than bitsize, we'll never reference data outside the
3887        low 32-bits anyway.  */
3888     tcg_tmp = read_cpu_reg(s, rn, 1);
3889
3890     /* Recognize simple(r) extractions.  */
3891     if (si >= ri) {
3892         /* Wd<s-r:0> = Wn<s:r> */
3893         len = (si - ri) + 1;
3894         if (opc == 0) { /* SBFM: ASR, SBFX, SXTB, SXTH, SXTW */
3895             tcg_gen_sextract_i64(tcg_rd, tcg_tmp, ri, len);
3896             goto done;
3897         } else if (opc == 2) { /* UBFM: UBFX, LSR, UXTB, UXTH */
3898             tcg_gen_extract_i64(tcg_rd, tcg_tmp, ri, len);
3899             return;
3900         }
3901         /* opc == 1, BXFIL fall through to deposit */
3902         tcg_gen_extract_i64(tcg_tmp, tcg_tmp, ri, len);
3903         pos = 0;
3904     } else {
3905         /* Handle the ri > si case with a deposit
3906          * Wd<32+s-r,32-r> = Wn<s:0>
3907          */
3908         len = si + 1;
3909         pos = (bitsize - ri) & (bitsize - 1);
3910     }
3911
3912     if (opc == 0 && len < ri) {
3913         /* SBFM: sign extend the destination field from len to fill
3914            the balance of the word.  Let the deposit below insert all
3915            of those sign bits.  */
3916         tcg_gen_sextract_i64(tcg_tmp, tcg_tmp, 0, len);
3917         len = ri;
3918     }
3919
3920     if (opc == 1) { /* BFM, BXFIL */
3921         tcg_gen_deposit_i64(tcg_rd, tcg_rd, tcg_tmp, pos, len);
3922     } else {
3923         /* SBFM or UBFM: We start with zero, and we haven't modified
3924            any bits outside bitsize, therefore the zero-extension
3925            below is unneeded.  */
3926         tcg_gen_deposit_z_i64(tcg_rd, tcg_tmp, pos, len);
3927         return;
3928     }
3929
3930  done:
3931     if (!sf) { /* zero extend final result */
3932         tcg_gen_ext32u_i64(tcg_rd, tcg_rd);
3933     }
3934 }
3935
3936 /* Extract
3937  *   31  30  29 28         23 22   21  20  16 15    10 9    5 4    0
3938  * +----+------+-------------+---+----+------+--------+------+------+
3939  * | sf | op21 | 1 0 0 1 1 1 | N | o0 |  Rm  |  imms  |  Rn  |  Rd  |
3940  * +----+------+-------------+---+----+------+--------+------+------+
3941  */
3942 static void disas_extract(DisasContext *s, uint32_t insn)
3943 {
3944     unsigned int sf, n, rm, imm, rn, rd, bitsize, op21, op0;
3945
3946     sf = extract32(insn, 31, 1);
3947     n = extract32(insn, 22, 1);
3948     rm = extract32(insn, 16, 5);
3949     imm = extract32(insn, 10, 6);
3950     rn = extract32(insn, 5, 5);
3951     rd = extract32(insn, 0, 5);
3952     op21 = extract32(insn, 29, 2);
3953     op0 = extract32(insn, 21, 1);
3954     bitsize = sf ? 64 : 32;
3955
3956     if (sf != n || op21 || op0 || imm >= bitsize) {
3957         unallocated_encoding(s);
3958     } else {
3959         TCGv_i64 tcg_rd, tcg_rm, tcg_rn;
3960
3961         tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
3962
3963         if (unlikely(imm == 0)) {
3964             /* tcg shl_i32/shl_i64 is undefined for 32/64 bit shifts,
3965              * so an extract from bit 0 is a special case.
3966              */
3967             if (sf) {
3968                 tcg_gen_mov_i64(tcg_rd, cpu_reg(s, rm));
3969             } else {
3970                 tcg_gen_ext32u_i64(tcg_rd, cpu_reg(s, rm));
3971             }
3972         } else if (rm == rn) { /* ROR */
3973             tcg_rm = cpu_reg(s, rm);
3974             if (sf) {
3975                 tcg_gen_rotri_i64(tcg_rd, tcg_rm, imm);
3976             } else {
3977                 TCGv_i32 tmp = tcg_temp_new_i32();
3978                 tcg_gen_extrl_i64_i32(tmp, tcg_rm);
3979                 tcg_gen_rotri_i32(tmp, tmp, imm);
3980                 tcg_gen_extu_i32_i64(tcg_rd, tmp);
3981                 tcg_temp_free_i32(tmp);
3982             }
3983         } else {
3984             tcg_rm = read_cpu_reg(s, rm, sf);
3985             tcg_rn = read_cpu_reg(s, rn, sf);
3986             tcg_gen_shri_i64(tcg_rm, tcg_rm, imm);
3987             tcg_gen_shli_i64(tcg_rn, tcg_rn, bitsize - imm);
3988             tcg_gen_or_i64(tcg_rd, tcg_rm, tcg_rn);
3989             if (!sf) {
3990                 tcg_gen_ext32u_i64(tcg_rd, tcg_rd);
3991             }
3992         }
3993     }
3994 }
3995
3996 /* Data processing - immediate */
3997 static void disas_data_proc_imm(DisasContext *s, uint32_t insn)
3998 {
3999     switch (extract32(insn, 23, 6)) {
4000     case 0x20: case 0x21: /* PC-rel. addressing */
4001         disas_pc_rel_adr(s, insn);
4002         break;
4003     case 0x22: case 0x23: /* Add/subtract (immediate) */
4004         disas_add_sub_imm(s, insn);
4005         break;
4006     case 0x24: /* Logical (immediate) */
4007         disas_logic_imm(s, insn);
4008         break;
4009     case 0x25: /* Move wide (immediate) */
4010         disas_movw_imm(s, insn);
4011         break;
4012     case 0x26: /* Bitfield */
4013         disas_bitfield(s, insn);
4014         break;
4015     case 0x27: /* Extract */
4016         disas_extract(s, insn);
4017         break;
4018     default:
4019         unallocated_encoding(s);
4020         break;
4021     }
4022 }
4023
4024 /* Shift a TCGv src by TCGv shift_amount, put result in dst.
4025  * Note that it is the caller's responsibility to ensure that the
4026  * shift amount is in range (ie 0..31 or 0..63) and provide the ARM
4027  * mandated semantics for out of range shifts.
4028  */
4029 static void shift_reg(TCGv_i64 dst, TCGv_i64 src, int sf,
4030                       enum a64_shift_type shift_type, TCGv_i64 shift_amount)
4031 {
4032     switch (shift_type) {
4033     case A64_SHIFT_TYPE_LSL:
4034         tcg_gen_shl_i64(dst, src, shift_amount);
4035         break;
4036     case A64_SHIFT_TYPE_LSR:
4037         tcg_gen_shr_i64(dst, src, shift_amount);
4038         break;
4039     case A64_SHIFT_TYPE_ASR:
4040         if (!sf) {
4041             tcg_gen_ext32s_i64(dst, src);
4042         }
4043         tcg_gen_sar_i64(dst, sf ? src : dst, shift_amount);
4044         break;
4045     case A64_SHIFT_TYPE_ROR:
4046         if (sf) {
4047             tcg_gen_rotr_i64(dst, src, shift_amount);
4048         } else {
4049             TCGv_i32 t0, t1;
4050             t0 = tcg_temp_new_i32();
4051             t1 = tcg_temp_new_i32();
4052             tcg_gen_extrl_i64_i32(t0, src);
4053             tcg_gen_extrl_i64_i32(t1, shift_amount);
4054             tcg_gen_rotr_i32(t0, t0, t1);
4055             tcg_gen_extu_i32_i64(dst, t0);
4056             tcg_temp_free_i32(t0);
4057             tcg_temp_free_i32(t1);
4058         }
4059         break;
4060     default:
4061         assert(FALSE); /* all shift types should be handled */
4062         break;
4063     }
4064
4065     if (!sf) { /* zero extend final result */
4066         tcg_gen_ext32u_i64(dst, dst);
4067     }
4068 }
4069
4070 /* Shift a TCGv src by immediate, put result in dst.
4071  * The shift amount must be in range (this should always be true as the
4072  * relevant instructions will UNDEF on bad shift immediates).
4073  */
4074 static void shift_reg_imm(TCGv_i64 dst, TCGv_i64 src, int sf,
4075                           enum a64_shift_type shift_type, unsigned int shift_i)
4076 {
4077     assert(shift_i < (sf ? 64 : 32));
4078
4079     if (shift_i == 0) {
4080         tcg_gen_mov_i64(dst, src);
4081     } else {
4082         TCGv_i64 shift_const;
4083
4084         shift_const = tcg_const_i64(shift_i);
4085         shift_reg(dst, src, sf, shift_type, shift_const);
4086         tcg_temp_free_i64(shift_const);
4087     }
4088 }
4089
4090 /* Logical (shifted register)
4091  *   31  30 29 28       24 23   22 21  20  16 15    10 9    5 4    0
4092  * +----+-----+-----------+-------+---+------+--------+------+------+
4093  * | sf | opc | 0 1 0 1 0 | shift | N |  Rm  |  imm6  |  Rn  |  Rd  |
4094  * +----+-----+-----------+-------+---+------+--------+------+------+
4095  */
4096 static void disas_logic_reg(DisasContext *s, uint32_t insn)
4097 {
4098     TCGv_i64 tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm;
4099     unsigned int sf, opc, shift_type, invert, rm, shift_amount, rn, rd;
4100
4101     sf = extract32(insn, 31, 1);
4102     opc = extract32(insn, 29, 2);
4103     shift_type = extract32(insn, 22, 2);
4104     invert = extract32(insn, 21, 1);
4105     rm = extract32(insn, 16, 5);
4106     shift_amount = extract32(insn, 10, 6);
4107     rn = extract32(insn, 5, 5);
4108     rd = extract32(insn, 0, 5);
4109
4110     if (!sf && (shift_amount & (1 << 5))) {
4111         unallocated_encoding(s);
4112         return;
4113     }
4114
4115     tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4116
4117     if (opc == 1 && shift_amount == 0 && shift_type == 0 && rn == 31) {
4118         /* Unshifted ORR and ORN with WZR/XZR is the standard encoding for
4119          * register-register MOV and MVN, so it is worth special casing.
4120          */
4121         tcg_rm = cpu_reg(s, rm);
4122         if (invert) {
4123             tcg_gen_not_i64(tcg_rd, tcg_rm);
4124             if (!sf) {
4125                 tcg_gen_ext32u_i64(tcg_rd, tcg_rd);
4126             }
4127         } else {
4128             if (sf) {
4129                 tcg_gen_mov_i64(tcg_rd, tcg_rm);
4130             } else {
4131                 tcg_gen_ext32u_i64(tcg_rd, tcg_rm);
4132             }
4133         }
4134         return;
4135     }
4136
4137     tcg_rm = read_cpu_reg(s, rm, sf);
4138
4139     if (shift_amount) {
4140         shift_reg_imm(tcg_rm, tcg_rm, sf, shift_type, shift_amount);
4141     }
4142
4143     tcg_rn = cpu_reg(s, rn);
4144
4145     switch (opc | (invert << 2)) {
4146     case 0: /* AND */
4147     case 3: /* ANDS */
4148         tcg_gen_and_i64(tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
4149         break;
4150     case 1: /* ORR */
4151         tcg_gen_or_i64(tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
4152         break;
4153     case 2: /* EOR */
4154         tcg_gen_xor_i64(tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
4155         break;
4156     case 4: /* BIC */
4157     case 7: /* BICS */
4158         tcg_gen_andc_i64(tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
4159         break;
4160     case 5: /* ORN */
4161         tcg_gen_orc_i64(tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
4162         break;
4163     case 6: /* EON */
4164         tcg_gen_eqv_i64(tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
4165         break;
4166     default:
4167         assert(FALSE);
4168         break;
4169     }
4170
4171     if (!sf) {
4172         tcg_gen_ext32u_i64(tcg_rd, tcg_rd);
4173     }
4174
4175     if (opc == 3) {
4176         gen_logic_CC(sf, tcg_rd);
4177     }
4178 }
4179
4180 /*
4181  * Add/subtract (extended register)
4182  *
4183  *  31|30|29|28       24|23 22|21|20   16|15  13|12  10|9  5|4  0|
4184  * +--+--+--+-----------+-----+--+-------+------+------+----+----+
4185  * |sf|op| S| 0 1 0 1 1 | opt | 1|  Rm   |option| imm3 | Rn | Rd |
4186  * +--+--+--+-----------+-----+--+-------+------+------+----+----+
4187  *
4188  *  sf: 0 -> 32bit, 1 -> 64bit
4189  *  op: 0 -> add  , 1 -> sub
4190  *   S: 1 -> set flags
4191  * opt: 00
4192  * option: extension type (see DecodeRegExtend)
4193  * imm3: optional shift to Rm
4194  *
4195  * Rd = Rn + LSL(extend(Rm), amount)
4196  */
4197 static void disas_add_sub_ext_reg(DisasContext *s, uint32_t insn)
4198 {
4199     int rd = extract32(insn, 0, 5);
4200     int rn = extract32(insn, 5, 5);
4201     int imm3 = extract32(insn, 10, 3);
4202     int option = extract32(insn, 13, 3);
4203     int rm = extract32(insn, 16, 5);
4204     int opt = extract32(insn, 22, 2);
4205     bool setflags = extract32(insn, 29, 1);
4206     bool sub_op = extract32(insn, 30, 1);
4207     bool sf = extract32(insn, 31, 1);
4208
4209     TCGv_i64 tcg_rm, tcg_rn; /* temps */
4210     TCGv_i64 tcg_rd;
4211     TCGv_i64 tcg_result;
4212
4213     if (imm3 > 4 || opt != 0) {
4214         unallocated_encoding(s);
4215         return;
4216     }
4217
4218     /* non-flag setting ops may use SP */
4219     if (!setflags) {
4220         tcg_rd = cpu_reg_sp(s, rd);
4221     } else {
4222         tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4223     }
4224     tcg_rn = read_cpu_reg_sp(s, rn, sf);
4225
4226     tcg_rm = read_cpu_reg(s, rm, sf);
4227     ext_and_shift_reg(tcg_rm, tcg_rm, option, imm3);
4228
4229     tcg_result = tcg_temp_new_i64();
4230
4231     if (!setflags) {
4232         if (sub_op) {
4233             tcg_gen_sub_i64(tcg_result, tcg_rn, tcg_rm);
4234         } else {
4235             tcg_gen_add_i64(tcg_result, tcg_rn, tcg_rm);
4236         }
4237     } else {
4238         if (sub_op) {
4239             gen_sub_CC(sf, tcg_result, tcg_rn, tcg_rm);
4240         } else {
4241             gen_add_CC(sf, tcg_result, tcg_rn, tcg_rm);
4242         }
4243     }
4244
4245     if (sf) {
4246         tcg_gen_mov_i64(tcg_rd, tcg_result);
4247     } else {
4248         tcg_gen_ext32u_i64(tcg_rd, tcg_result);
4249     }
4250
4251     tcg_temp_free_i64(tcg_result);
4252 }
4253
4254 /*
4255  * Add/subtract (shifted register)
4256  *
4257  *  31 30 29 28       24 23 22 21 20   16 15     10 9    5 4    0
4258  * +--+--+--+-----------+-----+--+-------+---------+------+------+
4259  * |sf|op| S| 0 1 0 1 1 |shift| 0|  Rm   |  imm6   |  Rn  |  Rd  |
4260  * +--+--+--+-----------+-----+--+-------+---------+------+------+
4261  *
4262  *    sf: 0 -> 32bit, 1 -> 64bit
4263  *    op: 0 -> add  , 1 -> sub
4264  *     S: 1 -> set flags
4265  * shift: 00 -> LSL, 01 -> LSR, 10 -> ASR, 11 -> RESERVED
4266  *  imm6: Shift amount to apply to Rm before the add/sub
4267  */
4268 static void disas_add_sub_reg(DisasContext *s, uint32_t insn)
4269 {
4270     int rd = extract32(insn, 0, 5);
4271     int rn = extract32(insn, 5, 5);
4272     int imm6 = extract32(insn, 10, 6);
4273     int rm = extract32(insn, 16, 5);
4274     int shift_type = extract32(insn, 22, 2);
4275     bool setflags = extract32(insn, 29, 1);
4276     bool sub_op = extract32(insn, 30, 1);
4277     bool sf = extract32(insn, 31, 1);
4278
4279     TCGv_i64 tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4280     TCGv_i64 tcg_rn, tcg_rm;
4281     TCGv_i64 tcg_result;
4282
4283     if ((shift_type == 3) || (!sf && (imm6 > 31))) {
4284         unallocated_encoding(s);
4285         return;
4286     }
4287
4288     tcg_rn = read_cpu_reg(s, rn, sf);
4289     tcg_rm = read_cpu_reg(s, rm, sf);
4290
4291     shift_reg_imm(tcg_rm, tcg_rm, sf, shift_type, imm6);
4292
4293     tcg_result = tcg_temp_new_i64();
4294
4295     if (!setflags) {
4296         if (sub_op) {
4297             tcg_gen_sub_i64(tcg_result, tcg_rn, tcg_rm);
4298         } else {
4299             tcg_gen_add_i64(tcg_result, tcg_rn, tcg_rm);
4300         }
4301     } else {
4302         if (sub_op) {
4303             gen_sub_CC(sf, tcg_result, tcg_rn, tcg_rm);
4304         } else {
4305             gen_add_CC(sf, tcg_result, tcg_rn, tcg_rm);
4306         }
4307     }
4308
4309     if (sf) {
4310         tcg_gen_mov_i64(tcg_rd, tcg_result);
4311     } else {
4312         tcg_gen_ext32u_i64(tcg_rd, tcg_result);
4313     }
4314
4315     tcg_temp_free_i64(tcg_result);
4316 }
4317
4318 /* Data-processing (3 source)
4319  *
4320  *    31 30  29 28       24 23 21  20  16  15  14  10 9    5 4    0
4321  *  +--+------+-----------+------+------+----+------+------+------+
4322  *  |sf| op54 | 1 1 0 1 1 | op31 |  Rm  | o0 |  Ra  |  Rn  |  Rd  |
4323  *  +--+------+-----------+------+------+----+------+------+------+
4324  */
4325 static void disas_data_proc_3src(DisasContext *s, uint32_t insn)
4326 {
4327     int rd = extract32(insn, 0, 5);
4328     int rn = extract32(insn, 5, 5);
4329     int ra = extract32(insn, 10, 5);
4330     int rm = extract32(insn, 16, 5);
4331     int op_id = (extract32(insn, 29, 3) << 4) |
4332         (extract32(insn, 21, 3) << 1) |
4333         extract32(insn, 15, 1);
4334     bool sf = extract32(insn, 31, 1);
4335     bool is_sub = extract32(op_id, 0, 1);
4336     bool is_high = extract32(op_id, 2, 1);
4337     bool is_signed = false;
4338     TCGv_i64 tcg_op1;
4339     TCGv_i64 tcg_op2;
4340     TCGv_i64 tcg_tmp;
4341
4342     /* Note that op_id is sf:op54:op31:o0 so it includes the 32/64 size flag */
4343     switch (op_id) {
4344     case 0x42: /* SMADDL */
4345     case 0x43: /* SMSUBL */
4346     case 0x44: /* SMULH */
4347         is_signed = true;
4348         break;
4349     case 0x0: /* MADD (32bit) */
4350     case 0x1: /* MSUB (32bit) */
4351     case 0x40: /* MADD (64bit) */
4352     case 0x41: /* MSUB (64bit) */
4353     case 0x4a: /* UMADDL */
4354     case 0x4b: /* UMSUBL */
4355     case 0x4c: /* UMULH */
4356         break;
4357     default:
4358         unallocated_encoding(s);
4359         return;
4360     }
4361
4362     if (is_high) {
4363         TCGv_i64 low_bits = tcg_temp_new_i64(); /* low bits discarded */
4364         TCGv_i64 tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4365         TCGv_i64 tcg_rn = cpu_reg(s, rn);
4366         TCGv_i64 tcg_rm = cpu_reg(s, rm);
4367
4368         if (is_signed) {
4369             tcg_gen_muls2_i64(low_bits, tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
4370         } else {
4371             tcg_gen_mulu2_i64(low_bits, tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
4372         }
4373
4374         tcg_temp_free_i64(low_bits);
4375         return;
4376     }
4377
4378     tcg_op1 = tcg_temp_new_i64();
4379     tcg_op2 = tcg_temp_new_i64();
4380     tcg_tmp = tcg_temp_new_i64();
4381
4382     if (op_id < 0x42) {
4383         tcg_gen_mov_i64(tcg_op1, cpu_reg(s, rn));
4384         tcg_gen_mov_i64(tcg_op2, cpu_reg(s, rm));
4385     } else {
4386         if (is_signed) {
4387             tcg_gen_ext32s_i64(tcg_op1, cpu_reg(s, rn));
4388             tcg_gen_ext32s_i64(tcg_op2, cpu_reg(s, rm));
4389         } else {
4390             tcg_gen_ext32u_i64(tcg_op1, cpu_reg(s, rn));
4391             tcg_gen_ext32u_i64(tcg_op2, cpu_reg(s, rm));
4392         }
4393     }
4394
4395     if (ra == 31 && !is_sub) {
4396         /* Special-case MADD with rA == XZR; it is the standard MUL alias */
4397         tcg_gen_mul_i64(cpu_reg(s, rd), tcg_op1, tcg_op2);
4398     } else {
4399         tcg_gen_mul_i64(tcg_tmp, tcg_op1, tcg_op2);
4400         if (is_sub) {
4401             tcg_gen_sub_i64(cpu_reg(s, rd), cpu_reg(s, ra), tcg_tmp);
4402         } else {
4403             tcg_gen_add_i64(cpu_reg(s, rd), cpu_reg(s, ra), tcg_tmp);
4404         }
4405     }
4406
4407     if (!sf) {
4408         tcg_gen_ext32u_i64(cpu_reg(s, rd), cpu_reg(s, rd));
4409     }
4410
4411     tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
4412     tcg_temp_free_i64(tcg_op2);
4413     tcg_temp_free_i64(tcg_tmp);
4414 }
4415
4416 /* Add/subtract (with carry)
4417  *  31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21  20  16  15   10  9    5 4   0
4418  * +--+--+--+------------------------+------+---------+------+-----+
4419  * |sf|op| S| 1  1  0  1  0  0  0  0 |  rm  | opcode2 |  Rn  |  Rd |
4420  * +--+--+--+------------------------+------+---------+------+-----+
4421  *                                            [000000]
4422  */
4423
4424 static void disas_adc_sbc(DisasContext *s, uint32_t insn)
4425 {
4426     unsigned int sf, op, setflags, rm, rn, rd;
4427     TCGv_i64 tcg_y, tcg_rn, tcg_rd;
4428
4429     if (extract32(insn, 10, 6) != 0) {
4430         unallocated_encoding(s);
4431         return;
4432     }
4433
4434     sf = extract32(insn, 31, 1);
4435     op = extract32(insn, 30, 1);
4436     setflags = extract32(insn, 29, 1);
4437     rm = extract32(insn, 16, 5);
4438     rn = extract32(insn, 5, 5);
4439     rd = extract32(insn, 0, 5);
4440
4441     tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4442     tcg_rn = cpu_reg(s, rn);
4443
4444     if (op) {
4445         tcg_y = new_tmp_a64(s);
4446         tcg_gen_not_i64(tcg_y, cpu_reg(s, rm));
4447     } else {
4448         tcg_y = cpu_reg(s, rm);
4449     }
4450
4451     if (setflags) {
4452         gen_adc_CC(sf, tcg_rd, tcg_rn, tcg_y);
4453     } else {
4454         gen_adc(sf, tcg_rd, tcg_rn, tcg_y);
4455     }
4456 }
4457
4458 /* Conditional compare (immediate / register)
4459  *  31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21  20    16 15  12  11  10  9   5  4 3   0
4460  * +--+--+--+------------------------+--------+------+----+--+------+--+-----+
4461  * |sf|op| S| 1  1  0  1  0  0  1  0 |imm5/rm | cond |i/r |o2|  Rn  |o3|nzcv |
4462  * +--+--+--+------------------------+--------+------+----+--+------+--+-----+
4463  *        [1]                             y                [0]       [0]
4464  */
4465 static void disas_cc(DisasContext *s, uint32_t insn)
4466 {
4467     unsigned int sf, op, y, cond, rn, nzcv, is_imm;
4468     TCGv_i32 tcg_t0, tcg_t1, tcg_t2;
4469     TCGv_i64 tcg_tmp, tcg_y, tcg_rn;
4470     DisasCompare c;
4471
4472     if (!extract32(insn, 29, 1)) {
4473         unallocated_encoding(s);
4474         return;
4475     }
4476     if (insn & (1 << 10 | 1 << 4)) {
4477         unallocated_encoding(s);
4478         return;
4479     }
4480     sf = extract32(insn, 31, 1);
4481     op = extract32(insn, 30, 1);
4482     is_imm = extract32(insn, 11, 1);
4483     y = extract32(insn, 16, 5); /* y = rm (reg) or imm5 (imm) */
4484     cond = extract32(insn, 12, 4);
4485     rn = extract32(insn, 5, 5);
4486     nzcv = extract32(insn, 0, 4);
4487
4488     /* Set T0 = !COND.  */
4489     tcg_t0 = tcg_temp_new_i32();
4490     arm_test_cc(&c, cond);
4491     tcg_gen_setcondi_i32(tcg_invert_cond(c.cond), tcg_t0, c.value, 0);
4492     arm_free_cc(&c);
4493
4494     /* Load the arguments for the new comparison.  */
4495     if (is_imm) {
4496         tcg_y = new_tmp_a64(s);
4497         tcg_gen_movi_i64(tcg_y, y);
4498     } else {
4499         tcg_y = cpu_reg(s, y);
4500     }
4501     tcg_rn = cpu_reg(s, rn);
4502
4503     /* Set the flags for the new comparison.  */
4504     tcg_tmp = tcg_temp_new_i64();
4505     if (op) {
4506         gen_sub_CC(sf, tcg_tmp, tcg_rn, tcg_y);
4507     } else {
4508         gen_add_CC(sf, tcg_tmp, tcg_rn, tcg_y);
4509     }
4510     tcg_temp_free_i64(tcg_tmp);
4511
4512     /* If COND was false, force the flags to #nzcv.  Compute two masks
4513      * to help with this: T1 = (COND ? 0 : -1), T2 = (COND ? -1 : 0).
4514      * For tcg hosts that support ANDC, we can make do with just T1.
4515      * In either case, allow the tcg optimizer to delete any unused mask.
4516      */
4517     tcg_t1 = tcg_temp_new_i32();
4518     tcg_t2 = tcg_temp_new_i32();
4519     tcg_gen_neg_i32(tcg_t1, tcg_t0);
4520     tcg_gen_subi_i32(tcg_t2, tcg_t0, 1);
4521
4522     if (nzcv & 8) { /* N */
4523         tcg_gen_or_i32(cpu_NF, cpu_NF, tcg_t1);
4524     } else {
4525         if (TCG_TARGET_HAS_andc_i32) {
4526             tcg_gen_andc_i32(cpu_NF, cpu_NF, tcg_t1);
4527         } else {
4528             tcg_gen_and_i32(cpu_NF, cpu_NF, tcg_t2);
4529         }
4530     }
4531     if (nzcv & 4) { /* Z */
4532         if (TCG_TARGET_HAS_andc_i32) {
4533             tcg_gen_andc_i32(cpu_ZF, cpu_ZF, tcg_t1);
4534         } else {
4535             tcg_gen_and_i32(cpu_ZF, cpu_ZF, tcg_t2);
4536         }
4537     } else {
4538         tcg_gen_or_i32(cpu_ZF, cpu_ZF, tcg_t0);
4539     }
4540     if (nzcv & 2) { /* C */
4541         tcg_gen_or_i32(cpu_CF, cpu_CF, tcg_t0);
4542     } else {
4543         if (TCG_TARGET_HAS_andc_i32) {
4544             tcg_gen_andc_i32(cpu_CF, cpu_CF, tcg_t1);
4545         } else {
4546             tcg_gen_and_i32(cpu_CF, cpu_CF, tcg_t2);
4547         }
4548     }
4549     if (nzcv & 1) { /* V */
4550         tcg_gen_or_i32(cpu_VF, cpu_VF, tcg_t1);
4551     } else {
4552         if (TCG_TARGET_HAS_andc_i32) {
4553             tcg_gen_andc_i32(cpu_VF, cpu_VF, tcg_t1);
4554         } else {
4555             tcg_gen_and_i32(cpu_VF, cpu_VF, tcg_t2);
4556         }
4557     }
4558     tcg_temp_free_i32(tcg_t0);
4559     tcg_temp_free_i32(tcg_t1);
4560     tcg_temp_free_i32(tcg_t2);
4561 }
4562
4563 /* Conditional select
4564  *   31   30  29  28             21 20  16 15  12 11 10 9    5 4    0
4565  * +----+----+---+-----------------+------+------+-----+------+------+
4566  * | sf | op | S | 1 1 0 1 0 1 0 0 |  Rm  | cond | op2 |  Rn  |  Rd  |
4567  * +----+----+---+-----------------+------+------+-----+------+------+
4568  */
4569 static void disas_cond_select(DisasContext *s, uint32_t insn)
4570 {
4571     unsigned int sf, else_inv, rm, cond, else_inc, rn, rd;
4572     TCGv_i64 tcg_rd, zero;
4573     DisasCompare64 c;
4574
4575     if (extract32(insn, 29, 1) || extract32(insn, 11, 1)) {
4576         /* S == 1 or op2<1> == 1 */
4577         unallocated_encoding(s);
4578         return;
4579     }
4580     sf = extract32(insn, 31, 1);
4581     else_inv = extract32(insn, 30, 1);
4582     rm = extract32(insn, 16, 5);
4583     cond = extract32(insn, 12, 4);
4584     else_inc = extract32(insn, 10, 1);
4585     rn = extract32(insn, 5, 5);
4586     rd = extract32(insn, 0, 5);
4587
4588     tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4589
4590     a64_test_cc(&c, cond);
4591     zero = tcg_const_i64(0);
4592
4593     if (rn == 31 && rm == 31 && (else_inc ^ else_inv)) {
4594         /* CSET & CSETM.  */
4595         tcg_gen_setcond_i64(tcg_invert_cond(c.cond), tcg_rd, c.value, zero);
4596         if (else_inv) {
4597             tcg_gen_neg_i64(tcg_rd, tcg_rd);
4598         }
4599     } else {
4600         TCGv_i64 t_true = cpu_reg(s, rn);
4601         TCGv_i64 t_false = read_cpu_reg(s, rm, 1);
4602         if (else_inv && else_inc) {
4603             tcg_gen_neg_i64(t_false, t_false);
4604         } else if (else_inv) {
4605             tcg_gen_not_i64(t_false, t_false);
4606         } else if (else_inc) {
4607             tcg_gen_addi_i64(t_false, t_false, 1);
4608         }
4609         tcg_gen_movcond_i64(c.cond, tcg_rd, c.value, zero, t_true, t_false);
4610     }
4611
4612     tcg_temp_free_i64(zero);
4613     a64_free_cc(&c);
4614
4615     if (!sf) {
4616         tcg_gen_ext32u_i64(tcg_rd, tcg_rd);
4617     }
4618 }
4619
4620 static void handle_clz(DisasContext *s, unsigned int sf,
4621                        unsigned int rn, unsigned int rd)
4622 {
4623     TCGv_i64 tcg_rd, tcg_rn;
4624     tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4625     tcg_rn = cpu_reg(s, rn);
4626
4627     if (sf) {
4628         tcg_gen_clzi_i64(tcg_rd, tcg_rn, 64);
4629     } else {
4630         TCGv_i32 tcg_tmp32 = tcg_temp_new_i32();
4631         tcg_gen_extrl_i64_i32(tcg_tmp32, tcg_rn);
4632         tcg_gen_clzi_i32(tcg_tmp32, tcg_tmp32, 32);
4633         tcg_gen_extu_i32_i64(tcg_rd, tcg_tmp32);
4634         tcg_temp_free_i32(tcg_tmp32);
4635     }
4636 }
4637
4638 static void handle_cls(DisasContext *s, unsigned int sf,
4639                        unsigned int rn, unsigned int rd)
4640 {
4641     TCGv_i64 tcg_rd, tcg_rn;
4642     tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4643     tcg_rn = cpu_reg(s, rn);
4644
4645     if (sf) {
4646         tcg_gen_clrsb_i64(tcg_rd, tcg_rn);
4647     } else {
4648         TCGv_i32 tcg_tmp32 = tcg_temp_new_i32();
4649         tcg_gen_extrl_i64_i32(tcg_tmp32, tcg_rn);
4650         tcg_gen_clrsb_i32(tcg_tmp32, tcg_tmp32);
4651         tcg_gen_extu_i32_i64(tcg_rd, tcg_tmp32);
4652         tcg_temp_free_i32(tcg_tmp32);
4653     }
4654 }
4655
4656 static void handle_rbit(DisasContext *s, unsigned int sf,
4657                         unsigned int rn, unsigned int rd)
4658 {
4659     TCGv_i64 tcg_rd, tcg_rn;
4660     tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4661     tcg_rn = cpu_reg(s, rn);
4662
4663     if (sf) {
4664         gen_helper_rbit64(tcg_rd, tcg_rn);
4665     } else {
4666         TCGv_i32 tcg_tmp32 = tcg_temp_new_i32();
4667         tcg_gen_extrl_i64_i32(tcg_tmp32, tcg_rn);
4668         gen_helper_rbit(tcg_tmp32, tcg_tmp32);
4669         tcg_gen_extu_i32_i64(tcg_rd, tcg_tmp32);
4670         tcg_temp_free_i32(tcg_tmp32);
4671     }
4672 }
4673
4674 /* REV with sf==1, opcode==3 ("REV64") */
4675 static void handle_rev64(DisasContext *s, unsigned int sf,
4676                          unsigned int rn, unsigned int rd)
4677 {
4678     if (!sf) {
4679         unallocated_encoding(s);
4680         return;
4681     }
4682     tcg_gen_bswap64_i64(cpu_reg(s, rd), cpu_reg(s, rn));
4683 }
4684
4685 /* REV with sf==0, opcode==2
4686  * REV32 (sf==1, opcode==2)
4687  */
4688 static void handle_rev32(DisasContext *s, unsigned int sf,
4689                          unsigned int rn, unsigned int rd)
4690 {
4691     TCGv_i64 tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4692
4693     if (sf) {
4694         TCGv_i64 tcg_tmp = tcg_temp_new_i64();
4695         TCGv_i64 tcg_rn = read_cpu_reg(s, rn, sf);
4696
4697         /* bswap32_i64 requires zero high word */
4698         tcg_gen_ext32u_i64(tcg_tmp, tcg_rn);
4699         tcg_gen_bswap32_i64(tcg_rd, tcg_tmp);
4700         tcg_gen_shri_i64(tcg_tmp, tcg_rn, 32);
4701         tcg_gen_bswap32_i64(tcg_tmp, tcg_tmp);
4702         tcg_gen_concat32_i64(tcg_rd, tcg_rd, tcg_tmp);
4703
4704         tcg_temp_free_i64(tcg_tmp);
4705     } else {
4706         tcg_gen_ext32u_i64(tcg_rd, cpu_reg(s, rn));
4707         tcg_gen_bswap32_i64(tcg_rd, tcg_rd);
4708     }
4709 }
4710
4711 /* REV16 (opcode==1) */
4712 static void handle_rev16(DisasContext *s, unsigned int sf,
4713                          unsigned int rn, unsigned int rd)
4714 {
4715     TCGv_i64 tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4716     TCGv_i64 tcg_tmp = tcg_temp_new_i64();
4717     TCGv_i64 tcg_rn = read_cpu_reg(s, rn, sf);
4718     TCGv_i64 mask = tcg_const_i64(sf ? 0x00ff00ff00ff00ffull : 0x00ff00ff);
4719
4720     tcg_gen_shri_i64(tcg_tmp, tcg_rn, 8);
4721     tcg_gen_and_i64(tcg_rd, tcg_rn, mask);
4722     tcg_gen_and_i64(tcg_tmp, tcg_tmp, mask);
4723     tcg_gen_shli_i64(tcg_rd, tcg_rd, 8);
4724     tcg_gen_or_i64(tcg_rd, tcg_rd, tcg_tmp);
4725
4726     tcg_temp_free_i64(mask);
4727     tcg_temp_free_i64(tcg_tmp);
4728 }
4729
4730 /* Data-processing (1 source)
4731  *   31  30  29  28             21 20     16 15    10 9    5 4    0
4732  * +----+---+---+-----------------+---------+--------+------+------+
4733  * | sf | 1 | S | 1 1 0 1 0 1 1 0 | opcode2 | opcode |  Rn  |  Rd  |
4734  * +----+---+---+-----------------+---------+--------+------+------+
4735  */
4736 static void disas_data_proc_1src(DisasContext *s, uint32_t insn)
4737 {
4738     unsigned int sf, opcode, opcode2, rn, rd;
4739     TCGv_i64 tcg_rd;
4740
4741     if (extract32(insn, 29, 1)) {
4742         unallocated_encoding(s);
4743         return;
4744     }
4745
4746     sf = extract32(insn, 31, 1);
4747     opcode = extract32(insn, 10, 6);
4748     opcode2 = extract32(insn, 16, 5);
4749     rn = extract32(insn, 5, 5);
4750     rd = extract32(insn, 0, 5);
4751
4752 #define MAP(SF, O2, O1) ((SF) | (O1 << 1) | (O2 << 7))
4753
4754     switch (MAP(sf, opcode2, opcode)) {
4755     case MAP(0, 0x00, 0x00): /* RBIT */
4756     case MAP(1, 0x00, 0x00):
4757         handle_rbit(s, sf, rn, rd);
4758         break;
4759     case MAP(0, 0x00, 0x01): /* REV16 */
4760     case MAP(1, 0x00, 0x01):
4761         handle_rev16(s, sf, rn, rd);
4762         break;
4763     case MAP(0, 0x00, 0x02): /* REV/REV32 */
4764     case MAP(1, 0x00, 0x02):
4765         handle_rev32(s, sf, rn, rd);
4766         break;
4767     case MAP(1, 0x00, 0x03): /* REV64 */
4768         handle_rev64(s, sf, rn, rd);
4769         break;
4770     case MAP(0, 0x00, 0x04): /* CLZ */
4771     case MAP(1, 0x00, 0x04):
4772         handle_clz(s, sf, rn, rd);
4773         break;
4774     case MAP(0, 0x00, 0x05): /* CLS */
4775     case MAP(1, 0x00, 0x05):
4776         handle_cls(s, sf, rn, rd);
4777         break;
4778     case MAP(1, 0x01, 0x00): /* PACIA */
4779         if (s->pauth_active) {
4780             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4781             gen_helper_pacia(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, cpu_reg_sp(s, rn));
4782         } else if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s)) {
4783             goto do_unallocated;
4784         }
4785         break;
4786     case MAP(1, 0x01, 0x01): /* PACIB */
4787         if (s->pauth_active) {
4788             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4789             gen_helper_pacib(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, cpu_reg_sp(s, rn));
4790         } else if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s)) {
4791             goto do_unallocated;
4792         }
4793         break;
4794     case MAP(1, 0x01, 0x02): /* PACDA */
4795         if (s->pauth_active) {
4796             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4797             gen_helper_pacda(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, cpu_reg_sp(s, rn));
4798         } else if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s)) {
4799             goto do_unallocated;
4800         }
4801         break;
4802     case MAP(1, 0x01, 0x03): /* PACDB */
4803         if (s->pauth_active) {
4804             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4805             gen_helper_pacdb(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, cpu_reg_sp(s, rn));
4806         } else if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s)) {
4807             goto do_unallocated;
4808         }
4809         break;
4810     case MAP(1, 0x01, 0x04): /* AUTIA */
4811         if (s->pauth_active) {
4812             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4813             gen_helper_autia(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, cpu_reg_sp(s, rn));
4814         } else if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s)) {
4815             goto do_unallocated;
4816         }
4817         break;
4818     case MAP(1, 0x01, 0x05): /* AUTIB */
4819         if (s->pauth_active) {
4820             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4821             gen_helper_autib(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, cpu_reg_sp(s, rn));
4822         } else if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s)) {
4823             goto do_unallocated;
4824         }
4825         break;
4826     case MAP(1, 0x01, 0x06): /* AUTDA */
4827         if (s->pauth_active) {
4828             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4829             gen_helper_autda(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, cpu_reg_sp(s, rn));
4830         } else if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s)) {
4831             goto do_unallocated;
4832         }
4833         break;
4834     case MAP(1, 0x01, 0x07): /* AUTDB */
4835         if (s->pauth_active) {
4836             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4837             gen_helper_autdb(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, cpu_reg_sp(s, rn));
4838         } else if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s)) {
4839             goto do_unallocated;
4840         }
4841         break;
4842     case MAP(1, 0x01, 0x08): /* PACIZA */
4843         if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s) || rn != 31) {
4844             goto do_unallocated;
4845         } else if (s->pauth_active) {
4846             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4847             gen_helper_pacia(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, new_tmp_a64_zero(s));
4848         }
4849         break;
4850     case MAP(1, 0x01, 0x09): /* PACIZB */
4851         if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s) || rn != 31) {
4852             goto do_unallocated;
4853         } else if (s->pauth_active) {
4854             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4855             gen_helper_pacib(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, new_tmp_a64_zero(s));
4856         }
4857         break;
4858     case MAP(1, 0x01, 0x0a): /* PACDZA */
4859         if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s) || rn != 31) {
4860             goto do_unallocated;
4861         } else if (s->pauth_active) {
4862             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4863             gen_helper_pacda(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, new_tmp_a64_zero(s));
4864         }
4865         break;
4866     case MAP(1, 0x01, 0x0b): /* PACDZB */
4867         if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s) || rn != 31) {
4868             goto do_unallocated;
4869         } else if (s->pauth_active) {
4870             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4871             gen_helper_pacdb(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, new_tmp_a64_zero(s));
4872         }
4873         break;
4874     case MAP(1, 0x01, 0x0c): /* AUTIZA */
4875         if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s) || rn != 31) {
4876             goto do_unallocated;
4877         } else if (s->pauth_active) {
4878             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4879             gen_helper_autia(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, new_tmp_a64_zero(s));
4880         }
4881         break;
4882     case MAP(1, 0x01, 0x0d): /* AUTIZB */
4883         if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s) || rn != 31) {
4884             goto do_unallocated;
4885         } else if (s->pauth_active) {
4886             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4887             gen_helper_autib(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, new_tmp_a64_zero(s));
4888         }
4889         break;
4890     case MAP(1, 0x01, 0x0e): /* AUTDZA */
4891         if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s) || rn != 31) {
4892             goto do_unallocated;
4893         } else if (s->pauth_active) {
4894             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4895             gen_helper_autda(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, new_tmp_a64_zero(s));
4896         }
4897         break;
4898     case MAP(1, 0x01, 0x0f): /* AUTDZB */
4899         if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s) || rn != 31) {
4900             goto do_unallocated;
4901         } else if (s->pauth_active) {
4902             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4903             gen_helper_autdb(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd, new_tmp_a64_zero(s));
4904         }
4905         break;
4906     case MAP(1, 0x01, 0x10): /* XPACI */
4907         if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s) || rn != 31) {
4908             goto do_unallocated;
4909         } else if (s->pauth_active) {
4910             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4911             gen_helper_xpaci(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd);
4912         }
4913         break;
4914     case MAP(1, 0x01, 0x11): /* XPACD */
4915         if (!dc_isar_feature(aa64_pauth, s) || rn != 31) {
4916             goto do_unallocated;
4917         } else if (s->pauth_active) {
4918             tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4919             gen_helper_xpacd(tcg_rd, cpu_env, tcg_rd);
4920         }
4921         break;
4922     default:
4923     do_unallocated:
4924         unallocated_encoding(s);
4925         break;
4926     }
4927
4928 #undef MAP
4929 }
4930
4931 static void handle_div(DisasContext *s, bool is_signed, unsigned int sf,
4932                        unsigned int rm, unsigned int rn, unsigned int rd)
4933 {
4934     TCGv_i64 tcg_n, tcg_m, tcg_rd;
4935     tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4936
4937     if (!sf && is_signed) {
4938         tcg_n = new_tmp_a64(s);
4939         tcg_m = new_tmp_a64(s);
4940         tcg_gen_ext32s_i64(tcg_n, cpu_reg(s, rn));
4941         tcg_gen_ext32s_i64(tcg_m, cpu_reg(s, rm));
4942     } else {
4943         tcg_n = read_cpu_reg(s, rn, sf);
4944         tcg_m = read_cpu_reg(s, rm, sf);
4945     }
4946
4947     if (is_signed) {
4948         gen_helper_sdiv64(tcg_rd, tcg_n, tcg_m);
4949     } else {
4950         gen_helper_udiv64(tcg_rd, tcg_n, tcg_m);
4951     }
4952
4953     if (!sf) { /* zero extend final result */
4954         tcg_gen_ext32u_i64(tcg_rd, tcg_rd);
4955     }
4956 }
4957
4958 /* LSLV, LSRV, ASRV, RORV */
4959 static void handle_shift_reg(DisasContext *s,
4960                              enum a64_shift_type shift_type, unsigned int sf,
4961                              unsigned int rm, unsigned int rn, unsigned int rd)
4962 {
4963     TCGv_i64 tcg_shift = tcg_temp_new_i64();
4964     TCGv_i64 tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
4965     TCGv_i64 tcg_rn = read_cpu_reg(s, rn, sf);
4966
4967     tcg_gen_andi_i64(tcg_shift, cpu_reg(s, rm), sf ? 63 : 31);
4968     shift_reg(tcg_rd, tcg_rn, sf, shift_type, tcg_shift);
4969     tcg_temp_free_i64(tcg_shift);
4970 }
4971
4972 /* CRC32[BHWX], CRC32C[BHWX] */
4973 static void handle_crc32(DisasContext *s,
4974                          unsigned int sf, unsigned int sz, bool crc32c,
4975                          unsigned int rm, unsigned int rn, unsigned int rd)
4976 {
4977     TCGv_i64 tcg_acc, tcg_val;
4978     TCGv_i32 tcg_bytes;
4979
4980     if (!dc_isar_feature(aa64_crc32, s)
4981         || (sf == 1 && sz != 3)
4982         || (sf == 0 && sz == 3)) {
4983         unallocated_encoding(s);
4984         return;
4985     }
4986
4987     if (sz == 3) {
4988         tcg_val = cpu_reg(s, rm);
4989     } else {
4990         uint64_t mask;
4991         switch (sz) {
4992         case 0:
4993             mask = 0xFF;
4994             break;
4995         case 1:
4996             mask = 0xFFFF;
4997             break;
4998         case 2:
4999             mask = 0xFFFFFFFF;
5000             break;
5001         default:
5002             g_assert_not_reached();
5003         }
5004         tcg_val = new_tmp_a64(s);
5005         tcg_gen_andi_i64(tcg_val, cpu_reg(s, rm), mask);
5006     }
5007
5008     tcg_acc = cpu_reg(s, rn);
5009     tcg_bytes = tcg_const_i32(1 << sz);
5010
5011     if (crc32c) {
5012         gen_helper_crc32c_64(cpu_reg(s, rd), tcg_acc, tcg_val, tcg_bytes);
5013     } else {
5014         gen_helper_crc32_64(cpu_reg(s, rd), tcg_acc, tcg_val, tcg_bytes);
5015     }
5016
5017     tcg_temp_free_i32(tcg_bytes);
5018 }
5019
5020 /* Data-processing (2 source)
5021  *   31   30  29 28             21 20  16 15    10 9    5 4    0
5022  * +----+---+---+-----------------+------+--------+------+------+
5023  * | sf | 0 | S | 1 1 0 1 0 1 1 0 |  Rm  | opcode |  Rn  |  Rd  |
5024  * +----+---+---+-----------------+------+--------+------+------+
5025  */
5026 static void disas_data_proc_2src(DisasContext *s, uint32_t insn)
5027 {
5028     unsigned int sf, rm, opcode, rn, rd;
5029     sf = extract32(insn, 31, 1);
5030     rm = extract32(insn, 16, 5);
5031     opcode = extract32(insn, 10, 6);
5032     rn = extract32(insn, 5, 5);
5033     rd = extract32(insn, 0, 5);
5034
5035     if (extract32(insn, 29, 1)) {
5036         unallocated_encoding(s);
5037         return;
5038     }
5039
5040     switch (opcode) {
5041     case 2: /* UDIV */
5042         handle_div(s, false, sf, rm, rn, rd);
5043         break;
5044     case 3: /* SDIV */
5045         handle_div(s, true, sf, rm, rn, rd);
5046         break;
5047     case 8: /* LSLV */
5048         handle_shift_reg(s, A64_SHIFT_TYPE_LSL, sf, rm, rn, rd);
5049         break;
5050     case 9: /* LSRV */
5051         handle_shift_reg(s, A64_SHIFT_TYPE_LSR, sf, rm, rn, rd);
5052         break;
5053     case 10: /* ASRV */
5054         handle_shift_reg(s, A64_SHIFT_TYPE_ASR, sf, rm, rn, rd);
5055         break;
5056     case 11: /* RORV */
5057         handle_shift_reg(s, A64_SHIFT_TYPE_ROR, sf, rm, rn, rd);
5058         break;
5059     case 12: /* PACGA */
5060         if (sf == 0 || !dc_isar_feature(aa64_pauth, s)) {
5061             goto do_unallocated;
5062         }
5063         gen_helper_pacga(cpu_reg(s, rd), cpu_env,
5064                          cpu_reg(s, rn), cpu_reg_sp(s, rm));
5065         break;
5066     case 16:
5067     case 17:
5068     case 18:
5069     case 19:
5070     case 20:
5071     case 21:
5072     case 22:
5073     case 23: /* CRC32 */
5074     {
5075         int sz = extract32(opcode, 0, 2);
5076         bool crc32c = extract32(opcode, 2, 1);
5077         handle_crc32(s, sf, sz, crc32c, rm, rn, rd);
5078         break;
5079     }
5080     default:
5081     do_unallocated:
5082         unallocated_encoding(s);
5083         break;
5084     }
5085 }
5086
5087 /* Data processing - register */
5088 static void disas_data_proc_reg(DisasContext *s, uint32_t insn)
5089 {
5090     switch (extract32(insn, 24, 5)) {
5091     case 0x0a: /* Logical (shifted register) */
5092         disas_logic_reg(s, insn);
5093         break;
5094     case 0x0b: /* Add/subtract */
5095         if (insn & (1 << 21)) { /* (extended register) */
5096             disas_add_sub_ext_reg(s, insn);
5097         } else {
5098             disas_add_sub_reg(s, insn);
5099         }
5100         break;
5101     case 0x1b: /* Data-processing (3 source) */
5102         disas_data_proc_3src(s, insn);
5103         break;
5104     case 0x1a:
5105         switch (extract32(insn, 21, 3)) {
5106         case 0x0: /* Add/subtract (with carry) */
5107             disas_adc_sbc(s, insn);
5108             break;
5109         case 0x2: /* Conditional compare */
5110             disas_cc(s, insn); /* both imm and reg forms */
5111             break;
5112         case 0x4: /* Conditional select */
5113             disas_cond_select(s, insn);
5114             break;
5115         case 0x6: /* Data-processing */
5116             if (insn & (1 << 30)) { /* (1 source) */
5117                 disas_data_proc_1src(s, insn);
5118             } else {            /* (2 source) */
5119                 disas_data_proc_2src(s, insn);
5120             }
5121             break;
5122         default:
5123             unallocated_encoding(s);
5124             break;
5125         }
5126         break;
5127     default:
5128         unallocated_encoding(s);
5129         break;
5130     }
5131 }
5132
5133 static void handle_fp_compare(DisasContext *s, int size,
5134                               unsigned int rn, unsigned int rm,
5135                               bool cmp_with_zero, bool signal_all_nans)
5136 {
5137     TCGv_i64 tcg_flags = tcg_temp_new_i64();
5138     TCGv_ptr fpst = get_fpstatus_ptr(size == MO_16);
5139
5140     if (size == MO_64) {
5141         TCGv_i64 tcg_vn, tcg_vm;
5142
5143         tcg_vn = read_fp_dreg(s, rn);
5144         if (cmp_with_zero) {
5145             tcg_vm = tcg_const_i64(0);
5146         } else {
5147             tcg_vm = read_fp_dreg(s, rm);
5148         }
5149         if (signal_all_nans) {
5150             gen_helper_vfp_cmped_a64(tcg_flags, tcg_vn, tcg_vm, fpst);
5151         } else {
5152             gen_helper_vfp_cmpd_a64(tcg_flags, tcg_vn, tcg_vm, fpst);
5153         }
5154         tcg_temp_free_i64(tcg_vn);
5155         tcg_temp_free_i64(tcg_vm);
5156     } else {
5157         TCGv_i32 tcg_vn = tcg_temp_new_i32();
5158         TCGv_i32 tcg_vm = tcg_temp_new_i32();
5159
5160         read_vec_element_i32(s, tcg_vn, rn, 0, size);
5161         if (cmp_with_zero) {
5162             tcg_gen_movi_i32(tcg_vm, 0);
5163         } else {
5164             read_vec_element_i32(s, tcg_vm, rm, 0, size);
5165         }
5166
5167         switch (size) {
5168         case MO_32:
5169             if (signal_all_nans) {
5170                 gen_helper_vfp_cmpes_a64(tcg_flags, tcg_vn, tcg_vm, fpst);
5171             } else {
5172                 gen_helper_vfp_cmps_a64(tcg_flags, tcg_vn, tcg_vm, fpst);
5173             }
5174             break;
5175         case MO_16:
5176             if (signal_all_nans) {
5177                 gen_helper_vfp_cmpeh_a64(tcg_flags, tcg_vn, tcg_vm, fpst);
5178             } else {
5179                 gen_helper_vfp_cmph_a64(tcg_flags, tcg_vn, tcg_vm, fpst);
5180             }
5181             break;
5182         default:
5183             g_assert_not_reached();
5184         }
5185
5186         tcg_temp_free_i32(tcg_vn);
5187         tcg_temp_free_i32(tcg_vm);
5188     }
5189
5190     tcg_temp_free_ptr(fpst);
5191
5192     gen_set_nzcv(tcg_flags);
5193
5194     tcg_temp_free_i64(tcg_flags);
5195 }
5196
5197 /* Floating point compare
5198  *   31  30  29 28       24 23  22  21 20  16 15 14 13  10    9    5 4     0
5199  * +---+---+---+-----------+------+---+------+-----+---------+------+-------+
5200  * | M | 0 | S | 1 1 1 1 0 | type | 1 |  Rm  | op  | 1 0 0 0 |  Rn  |  op2  |
5201  * +---+---+---+-----------+------+---+------+-----+---------+------+-------+
5202  */
5203 static void disas_fp_compare(DisasContext *s, uint32_t insn)
5204 {
5205     unsigned int mos, type, rm, op, rn, opc, op2r;
5206     int size;
5207
5208     mos = extract32(insn, 29, 3);
5209     type = extract32(insn, 22, 2);
5210     rm = extract32(insn, 16, 5);
5211     op = extract32(insn, 14, 2);
5212     rn = extract32(insn, 5, 5);
5213     opc = extract32(insn, 3, 2);
5214     op2r = extract32(insn, 0, 3);
5215
5216     if (mos || op || op2r) {
5217         unallocated_encoding(s);
5218         return;
5219     }
5220
5221     switch (type) {
5222     case 0:
5223         size = MO_32;
5224         break;
5225     case 1:
5226         size = MO_64;
5227         break;
5228     case 3:
5229         size = MO_16;
5230         if (dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
5231             break;
5232         }
5233         /* fallthru */
5234     default:
5235         unallocated_encoding(s);
5236         return;
5237     }
5238
5239     if (!fp_access_check(s)) {
5240         return;
5241     }
5242
5243     handle_fp_compare(s, size, rn, rm, opc & 1, opc & 2);
5244 }
5245
5246 /* Floating point conditional compare
5247  *   31  30  29 28       24 23  22  21 20  16 15  12 11 10 9    5  4   3    0
5248  * +---+---+---+-----------+------+---+------+------+-----+------+----+------+
5249  * | M | 0 | S | 1 1 1 1 0 | type | 1 |  Rm  | cond | 0 1 |  Rn  | op | nzcv |
5250  * +---+---+---+-----------+------+---+------+------+-----+------+----+------+
5251  */
5252 static void disas_fp_ccomp(DisasContext *s, uint32_t insn)
5253 {
5254     unsigned int mos, type, rm, cond, rn, op, nzcv;
5255     TCGv_i64 tcg_flags;
5256     TCGLabel *label_continue = NULL;
5257     int size;
5258
5259     mos = extract32(insn, 29, 3);
5260     type = extract32(insn, 22, 2);
5261     rm = extract32(insn, 16, 5);
5262     cond = extract32(insn, 12, 4);
5263     rn = extract32(insn, 5, 5);
5264     op = extract32(insn, 4, 1);
5265     nzcv = extract32(insn, 0, 4);
5266
5267     if (mos) {
5268         unallocated_encoding(s);
5269         return;
5270     }
5271
5272     switch (type) {
5273     case 0:
5274         size = MO_32;
5275         break;
5276     case 1:
5277         size = MO_64;
5278         break;
5279     case 3:
5280         size = MO_16;
5281         if (dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
5282             break;
5283         }
5284         /* fallthru */
5285     default:
5286         unallocated_encoding(s);
5287         return;
5288     }
5289
5290     if (!fp_access_check(s)) {
5291         return;
5292     }
5293
5294     if (cond < 0x0e) { /* not always */
5295         TCGLabel *label_match = gen_new_label();
5296         label_continue = gen_new_label();
5297         arm_gen_test_cc(cond, label_match);
5298         /* nomatch: */
5299         tcg_flags = tcg_const_i64(nzcv << 28);
5300         gen_set_nzcv(tcg_flags);
5301         tcg_temp_free_i64(tcg_flags);
5302         tcg_gen_br(label_continue);
5303         gen_set_label(label_match);
5304     }
5305
5306     handle_fp_compare(s, size, rn, rm, false, op);
5307
5308     if (cond < 0x0e) {
5309         gen_set_label(label_continue);
5310     }
5311 }
5312
5313 /* Floating point conditional select
5314  *   31  30  29 28       24 23  22  21 20  16 15  12 11 10 9    5 4    0
5315  * +---+---+---+-----------+------+---+------+------+-----+------+------+
5316  * | M | 0 | S | 1 1 1 1 0 | type | 1 |  Rm  | cond | 1 1 |  Rn  |  Rd  |
5317  * +---+---+---+-----------+------+---+------+------+-----+------+------+
5318  */
5319 static void disas_fp_csel(DisasContext *s, uint32_t insn)
5320 {
5321     unsigned int mos, type, rm, cond, rn, rd;
5322     TCGv_i64 t_true, t_false, t_zero;
5323     DisasCompare64 c;
5324     TCGMemOp sz;
5325
5326     mos = extract32(insn, 29, 3);
5327     type = extract32(insn, 22, 2);
5328     rm = extract32(insn, 16, 5);
5329     cond = extract32(insn, 12, 4);
5330     rn = extract32(insn, 5, 5);
5331     rd = extract32(insn, 0, 5);
5332
5333     if (mos) {
5334         unallocated_encoding(s);
5335         return;
5336     }
5337
5338     switch (type) {
5339     case 0:
5340         sz = MO_32;
5341         break;
5342     case 1:
5343         sz = MO_64;
5344         break;
5345     case 3:
5346         sz = MO_16;
5347         if (dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
5348             break;
5349         }
5350         /* fallthru */
5351     default:
5352         unallocated_encoding(s);
5353         return;
5354     }
5355
5356     if (!fp_access_check(s)) {
5357         return;
5358     }
5359
5360     /* Zero extend sreg & hreg inputs to 64 bits now.  */
5361     t_true = tcg_temp_new_i64();
5362     t_false = tcg_temp_new_i64();
5363     read_vec_element(s, t_true, rn, 0, sz);
5364     read_vec_element(s, t_false, rm, 0, sz);
5365
5366     a64_test_cc(&c, cond);
5367     t_zero = tcg_const_i64(0);
5368     tcg_gen_movcond_i64(c.cond, t_true, c.value, t_zero, t_true, t_false);
5369     tcg_temp_free_i64(t_zero);
5370     tcg_temp_free_i64(t_false);
5371     a64_free_cc(&c);
5372
5373     /* Note that sregs & hregs write back zeros to the high bits,
5374        and we've already done the zero-extension.  */
5375     write_fp_dreg(s, rd, t_true);
5376     tcg_temp_free_i64(t_true);
5377 }
5378
5379 /* Floating-point data-processing (1 source) - half precision */
5380 static void handle_fp_1src_half(DisasContext *s, int opcode, int rd, int rn)
5381 {
5382     TCGv_ptr fpst = NULL;
5383     TCGv_i32 tcg_op = read_fp_hreg(s, rn);
5384     TCGv_i32 tcg_res = tcg_temp_new_i32();
5385
5386     switch (opcode) {
5387     case 0x0: /* FMOV */
5388         tcg_gen_mov_i32(tcg_res, tcg_op);
5389         break;
5390     case 0x1: /* FABS */
5391         tcg_gen_andi_i32(tcg_res, tcg_op, 0x7fff);
5392         break;
5393     case 0x2: /* FNEG */
5394         tcg_gen_xori_i32(tcg_res, tcg_op, 0x8000);
5395         break;
5396     case 0x3: /* FSQRT */
5397         fpst = get_fpstatus_ptr(true);
5398         gen_helper_sqrt_f16(tcg_res, tcg_op, fpst);
5399         break;
5400     case 0x8: /* FRINTN */
5401     case 0x9: /* FRINTP */
5402     case 0xa: /* FRINTM */
5403     case 0xb: /* FRINTZ */
5404     case 0xc: /* FRINTA */
5405     {
5406         TCGv_i32 tcg_rmode = tcg_const_i32(arm_rmode_to_sf(opcode & 7));
5407         fpst = get_fpstatus_ptr(true);
5408
5409         gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, fpst);
5410         gen_helper_advsimd_rinth(tcg_res, tcg_op, fpst);
5411
5412         gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, fpst);
5413         tcg_temp_free_i32(tcg_rmode);
5414         break;
5415     }
5416     case 0xe: /* FRINTX */
5417         fpst = get_fpstatus_ptr(true);
5418         gen_helper_advsimd_rinth_exact(tcg_res, tcg_op, fpst);
5419         break;
5420     case 0xf: /* FRINTI */
5421         fpst = get_fpstatus_ptr(true);
5422         gen_helper_advsimd_rinth(tcg_res, tcg_op, fpst);
5423         break;
5424     default:
5425         abort();
5426     }
5427
5428     write_fp_sreg(s, rd, tcg_res);
5429
5430     if (fpst) {
5431         tcg_temp_free_ptr(fpst);
5432     }
5433     tcg_temp_free_i32(tcg_op);
5434     tcg_temp_free_i32(tcg_res);
5435 }
5436
5437 /* Floating-point data-processing (1 source) - single precision */
5438 static void handle_fp_1src_single(DisasContext *s, int opcode, int rd, int rn)
5439 {
5440     TCGv_ptr fpst;
5441     TCGv_i32 tcg_op;
5442     TCGv_i32 tcg_res;
5443
5444     fpst = get_fpstatus_ptr(false);
5445     tcg_op = read_fp_sreg(s, rn);
5446     tcg_res = tcg_temp_new_i32();
5447
5448     switch (opcode) {
5449     case 0x0: /* FMOV */
5450         tcg_gen_mov_i32(tcg_res, tcg_op);
5451         break;
5452     case 0x1: /* FABS */
5453         gen_helper_vfp_abss(tcg_res, tcg_op);
5454         break;
5455     case 0x2: /* FNEG */
5456         gen_helper_vfp_negs(tcg_res, tcg_op);
5457         break;
5458     case 0x3: /* FSQRT */
5459         gen_helper_vfp_sqrts(tcg_res, tcg_op, cpu_env);
5460         break;
5461     case 0x8: /* FRINTN */
5462     case 0x9: /* FRINTP */
5463     case 0xa: /* FRINTM */
5464     case 0xb: /* FRINTZ */
5465     case 0xc: /* FRINTA */
5466     {
5467         TCGv_i32 tcg_rmode = tcg_const_i32(arm_rmode_to_sf(opcode & 7));
5468
5469         gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, fpst);
5470         gen_helper_rints(tcg_res, tcg_op, fpst);
5471
5472         gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, fpst);
5473         tcg_temp_free_i32(tcg_rmode);
5474         break;
5475     }
5476     case 0xe: /* FRINTX */
5477         gen_helper_rints_exact(tcg_res, tcg_op, fpst);
5478         break;
5479     case 0xf: /* FRINTI */
5480         gen_helper_rints(tcg_res, tcg_op, fpst);
5481         break;
5482     default:
5483         abort();
5484     }
5485
5486     write_fp_sreg(s, rd, tcg_res);
5487
5488     tcg_temp_free_ptr(fpst);
5489     tcg_temp_free_i32(tcg_op);
5490     tcg_temp_free_i32(tcg_res);
5491 }
5492
5493 /* Floating-point data-processing (1 source) - double precision */
5494 static void handle_fp_1src_double(DisasContext *s, int opcode, int rd, int rn)
5495 {
5496     TCGv_ptr fpst;
5497     TCGv_i64 tcg_op;
5498     TCGv_i64 tcg_res;
5499
5500     switch (opcode) {
5501     case 0x0: /* FMOV */
5502         gen_gvec_fn2(s, false, rd, rn, tcg_gen_gvec_mov, 0);
5503         return;
5504     }
5505
5506     fpst = get_fpstatus_ptr(false);
5507     tcg_op = read_fp_dreg(s, rn);
5508     tcg_res = tcg_temp_new_i64();
5509
5510     switch (opcode) {
5511     case 0x1: /* FABS */
5512         gen_helper_vfp_absd(tcg_res, tcg_op);
5513         break;
5514     case 0x2: /* FNEG */
5515         gen_helper_vfp_negd(tcg_res, tcg_op);
5516         break;
5517     case 0x3: /* FSQRT */
5518         gen_helper_vfp_sqrtd(tcg_res, tcg_op, cpu_env);
5519         break;
5520     case 0x8: /* FRINTN */
5521     case 0x9: /* FRINTP */
5522     case 0xa: /* FRINTM */
5523     case 0xb: /* FRINTZ */
5524     case 0xc: /* FRINTA */
5525     {
5526         TCGv_i32 tcg_rmode = tcg_const_i32(arm_rmode_to_sf(opcode & 7));
5527
5528         gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, fpst);
5529         gen_helper_rintd(tcg_res, tcg_op, fpst);
5530
5531         gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, fpst);
5532         tcg_temp_free_i32(tcg_rmode);
5533         break;
5534     }
5535     case 0xe: /* FRINTX */
5536         gen_helper_rintd_exact(tcg_res, tcg_op, fpst);
5537         break;
5538     case 0xf: /* FRINTI */
5539         gen_helper_rintd(tcg_res, tcg_op, fpst);
5540         break;
5541     default:
5542         abort();
5543     }
5544
5545     write_fp_dreg(s, rd, tcg_res);
5546
5547     tcg_temp_free_ptr(fpst);
5548     tcg_temp_free_i64(tcg_op);
5549     tcg_temp_free_i64(tcg_res);
5550 }
5551
5552 static void handle_fp_fcvt(DisasContext *s, int opcode,
5553                            int rd, int rn, int dtype, int ntype)
5554 {
5555     switch (ntype) {
5556     case 0x0:
5557     {
5558         TCGv_i32 tcg_rn = read_fp_sreg(s, rn);
5559         if (dtype == 1) {
5560             /* Single to double */
5561             TCGv_i64 tcg_rd = tcg_temp_new_i64();
5562             gen_helper_vfp_fcvtds(tcg_rd, tcg_rn, cpu_env);
5563             write_fp_dreg(s, rd, tcg_rd);
5564             tcg_temp_free_i64(tcg_rd);
5565         } else {
5566             /* Single to half */
5567             TCGv_i32 tcg_rd = tcg_temp_new_i32();
5568             TCGv_i32 ahp = get_ahp_flag();
5569             TCGv_ptr fpst = get_fpstatus_ptr(false);
5570
5571             gen_helper_vfp_fcvt_f32_to_f16(tcg_rd, tcg_rn, fpst, ahp);
5572             /* write_fp_sreg is OK here because top half of tcg_rd is zero */
5573             write_fp_sreg(s, rd, tcg_rd);
5574             tcg_temp_free_i32(tcg_rd);
5575             tcg_temp_free_i32(ahp);
5576             tcg_temp_free_ptr(fpst);
5577         }
5578         tcg_temp_free_i32(tcg_rn);
5579         break;
5580     }
5581     case 0x1:
5582     {
5583         TCGv_i64 tcg_rn = read_fp_dreg(s, rn);
5584         TCGv_i32 tcg_rd = tcg_temp_new_i32();
5585         if (dtype == 0) {
5586             /* Double to single */
5587             gen_helper_vfp_fcvtsd(tcg_rd, tcg_rn, cpu_env);
5588         } else {
5589             TCGv_ptr fpst = get_fpstatus_ptr(false);
5590             TCGv_i32 ahp = get_ahp_flag();
5591             /* Double to half */
5592             gen_helper_vfp_fcvt_f64_to_f16(tcg_rd, tcg_rn, fpst, ahp);
5593             /* write_fp_sreg is OK here because top half of tcg_rd is zero */
5594             tcg_temp_free_ptr(fpst);
5595             tcg_temp_free_i32(ahp);
5596         }
5597         write_fp_sreg(s, rd, tcg_rd);
5598         tcg_temp_free_i32(tcg_rd);
5599         tcg_temp_free_i64(tcg_rn);
5600         break;
5601     }
5602     case 0x3:
5603     {
5604         TCGv_i32 tcg_rn = read_fp_sreg(s, rn);
5605         TCGv_ptr tcg_fpst = get_fpstatus_ptr(false);
5606         TCGv_i32 tcg_ahp = get_ahp_flag();
5607         tcg_gen_ext16u_i32(tcg_rn, tcg_rn);
5608         if (dtype == 0) {
5609             /* Half to single */
5610             TCGv_i32 tcg_rd = tcg_temp_new_i32();
5611             gen_helper_vfp_fcvt_f16_to_f32(tcg_rd, tcg_rn, tcg_fpst, tcg_ahp);
5612             write_fp_sreg(s, rd, tcg_rd);
5613             tcg_temp_free_ptr(tcg_fpst);
5614             tcg_temp_free_i32(tcg_ahp);
5615             tcg_temp_free_i32(tcg_rd);
5616         } else {
5617             /* Half to double */
5618             TCGv_i64 tcg_rd = tcg_temp_new_i64();
5619             gen_helper_vfp_fcvt_f16_to_f64(tcg_rd, tcg_rn, tcg_fpst, tcg_ahp);
5620             write_fp_dreg(s, rd, tcg_rd);
5621             tcg_temp_free_i64(tcg_rd);
5622         }
5623         tcg_temp_free_i32(tcg_rn);
5624         break;
5625     }
5626     default:
5627         abort();
5628     }
5629 }
5630
5631 /* Floating point data-processing (1 source)
5632  *   31  30  29 28       24 23  22  21 20    15 14       10 9    5 4    0
5633  * +---+---+---+-----------+------+---+--------+-----------+------+------+
5634  * | M | 0 | S | 1 1 1 1 0 | type | 1 | opcode | 1 0 0 0 0 |  Rn  |  Rd  |
5635  * +---+---+---+-----------+------+---+--------+-----------+------+------+
5636  */
5637 static void disas_fp_1src(DisasContext *s, uint32_t insn)
5638 {
5639     int mos = extract32(insn, 29, 3);
5640     int type = extract32(insn, 22, 2);
5641     int opcode = extract32(insn, 15, 6);
5642     int rn = extract32(insn, 5, 5);
5643     int rd = extract32(insn, 0, 5);
5644
5645     if (mos) {
5646         unallocated_encoding(s);
5647         return;
5648     }
5649
5650     switch (opcode) {
5651     case 0x4: case 0x5: case 0x7:
5652     {
5653         /* FCVT between half, single and double precision */
5654         int dtype = extract32(opcode, 0, 2);
5655         if (type == 2 || dtype == type) {
5656             unallocated_encoding(s);
5657             return;
5658         }
5659         if (!fp_access_check(s)) {
5660             return;
5661         }
5662
5663         handle_fp_fcvt(s, opcode, rd, rn, dtype, type);
5664         break;
5665     }
5666     case 0x0 ... 0x3:
5667     case 0x8 ... 0xc:
5668     case 0xe ... 0xf:
5669         /* 32-to-32 and 64-to-64 ops */
5670         switch (type) {
5671         case 0:
5672             if (!fp_access_check(s)) {
5673                 return;
5674             }
5675
5676             handle_fp_1src_single(s, opcode, rd, rn);
5677             break;
5678         case 1:
5679             if (!fp_access_check(s)) {
5680                 return;
5681             }
5682
5683             handle_fp_1src_double(s, opcode, rd, rn);
5684             break;
5685         case 3:
5686             if (!dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
5687                 unallocated_encoding(s);
5688                 return;
5689             }
5690
5691             if (!fp_access_check(s)) {
5692                 return;
5693             }
5694
5695             handle_fp_1src_half(s, opcode, rd, rn);
5696             break;
5697         default:
5698             unallocated_encoding(s);
5699         }
5700         break;
5701     default:
5702         unallocated_encoding(s);
5703         break;
5704     }
5705 }
5706
5707 /* Floating-point data-processing (2 source) - single precision */
5708 static void handle_fp_2src_single(DisasContext *s, int opcode,
5709                                   int rd, int rn, int rm)
5710 {
5711     TCGv_i32 tcg_op1;
5712     TCGv_i32 tcg_op2;
5713     TCGv_i32 tcg_res;
5714     TCGv_ptr fpst;
5715
5716     tcg_res = tcg_temp_new_i32();
5717     fpst = get_fpstatus_ptr(false);
5718     tcg_op1 = read_fp_sreg(s, rn);
5719     tcg_op2 = read_fp_sreg(s, rm);
5720
5721     switch (opcode) {
5722     case 0x0: /* FMUL */
5723         gen_helper_vfp_muls(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5724         break;
5725     case 0x1: /* FDIV */
5726         gen_helper_vfp_divs(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5727         break;
5728     case 0x2: /* FADD */
5729         gen_helper_vfp_adds(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5730         break;
5731     case 0x3: /* FSUB */
5732         gen_helper_vfp_subs(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5733         break;
5734     case 0x4: /* FMAX */
5735         gen_helper_vfp_maxs(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5736         break;
5737     case 0x5: /* FMIN */
5738         gen_helper_vfp_mins(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5739         break;
5740     case 0x6: /* FMAXNM */
5741         gen_helper_vfp_maxnums(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5742         break;
5743     case 0x7: /* FMINNM */
5744         gen_helper_vfp_minnums(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5745         break;
5746     case 0x8: /* FNMUL */
5747         gen_helper_vfp_muls(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5748         gen_helper_vfp_negs(tcg_res, tcg_res);
5749         break;
5750     }
5751
5752     write_fp_sreg(s, rd, tcg_res);
5753
5754     tcg_temp_free_ptr(fpst);
5755     tcg_temp_free_i32(tcg_op1);
5756     tcg_temp_free_i32(tcg_op2);
5757     tcg_temp_free_i32(tcg_res);
5758 }
5759
5760 /* Floating-point data-processing (2 source) - double precision */
5761 static void handle_fp_2src_double(DisasContext *s, int opcode,
5762                                   int rd, int rn, int rm)
5763 {
5764     TCGv_i64 tcg_op1;
5765     TCGv_i64 tcg_op2;
5766     TCGv_i64 tcg_res;
5767     TCGv_ptr fpst;
5768
5769     tcg_res = tcg_temp_new_i64();
5770     fpst = get_fpstatus_ptr(false);
5771     tcg_op1 = read_fp_dreg(s, rn);
5772     tcg_op2 = read_fp_dreg(s, rm);
5773
5774     switch (opcode) {
5775     case 0x0: /* FMUL */
5776         gen_helper_vfp_muld(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5777         break;
5778     case 0x1: /* FDIV */
5779         gen_helper_vfp_divd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5780         break;
5781     case 0x2: /* FADD */
5782         gen_helper_vfp_addd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5783         break;
5784     case 0x3: /* FSUB */
5785         gen_helper_vfp_subd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5786         break;
5787     case 0x4: /* FMAX */
5788         gen_helper_vfp_maxd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5789         break;
5790     case 0x5: /* FMIN */
5791         gen_helper_vfp_mind(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5792         break;
5793     case 0x6: /* FMAXNM */
5794         gen_helper_vfp_maxnumd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5795         break;
5796     case 0x7: /* FMINNM */
5797         gen_helper_vfp_minnumd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5798         break;
5799     case 0x8: /* FNMUL */
5800         gen_helper_vfp_muld(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5801         gen_helper_vfp_negd(tcg_res, tcg_res);
5802         break;
5803     }
5804
5805     write_fp_dreg(s, rd, tcg_res);
5806
5807     tcg_temp_free_ptr(fpst);
5808     tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
5809     tcg_temp_free_i64(tcg_op2);
5810     tcg_temp_free_i64(tcg_res);
5811 }
5812
5813 /* Floating-point data-processing (2 source) - half precision */
5814 static void handle_fp_2src_half(DisasContext *s, int opcode,
5815                                 int rd, int rn, int rm)
5816 {
5817     TCGv_i32 tcg_op1;
5818     TCGv_i32 tcg_op2;
5819     TCGv_i32 tcg_res;
5820     TCGv_ptr fpst;
5821
5822     tcg_res = tcg_temp_new_i32();
5823     fpst = get_fpstatus_ptr(true);
5824     tcg_op1 = read_fp_hreg(s, rn);
5825     tcg_op2 = read_fp_hreg(s, rm);
5826
5827     switch (opcode) {
5828     case 0x0: /* FMUL */
5829         gen_helper_advsimd_mulh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5830         break;
5831     case 0x1: /* FDIV */
5832         gen_helper_advsimd_divh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5833         break;
5834     case 0x2: /* FADD */
5835         gen_helper_advsimd_addh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5836         break;
5837     case 0x3: /* FSUB */
5838         gen_helper_advsimd_subh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5839         break;
5840     case 0x4: /* FMAX */
5841         gen_helper_advsimd_maxh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5842         break;
5843     case 0x5: /* FMIN */
5844         gen_helper_advsimd_minh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5845         break;
5846     case 0x6: /* FMAXNM */
5847         gen_helper_advsimd_maxnumh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5848         break;
5849     case 0x7: /* FMINNM */
5850         gen_helper_advsimd_minnumh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5851         break;
5852     case 0x8: /* FNMUL */
5853         gen_helper_advsimd_mulh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
5854         tcg_gen_xori_i32(tcg_res, tcg_res, 0x8000);
5855         break;
5856     default:
5857         g_assert_not_reached();
5858     }
5859
5860     write_fp_sreg(s, rd, tcg_res);
5861
5862     tcg_temp_free_ptr(fpst);
5863     tcg_temp_free_i32(tcg_op1);
5864     tcg_temp_free_i32(tcg_op2);
5865     tcg_temp_free_i32(tcg_res);
5866 }
5867
5868 /* Floating point data-processing (2 source)
5869  *   31  30  29 28       24 23  22  21 20  16 15    12 11 10 9    5 4    0
5870  * +---+---+---+-----------+------+---+------+--------+-----+------+------+
5871  * | M | 0 | S | 1 1 1 1 0 | type | 1 |  Rm  | opcode | 1 0 |  Rn  |  Rd  |
5872  * +---+---+---+-----------+------+---+------+--------+-----+------+------+
5873  */
5874 static void disas_fp_2src(DisasContext *s, uint32_t insn)
5875 {
5876     int mos = extract32(insn, 29, 3);
5877     int type = extract32(insn, 22, 2);
5878     int rd = extract32(insn, 0, 5);
5879     int rn = extract32(insn, 5, 5);
5880     int rm = extract32(insn, 16, 5);
5881     int opcode = extract32(insn, 12, 4);
5882
5883     if (opcode > 8 || mos) {
5884         unallocated_encoding(s);
5885         return;
5886     }
5887
5888     switch (type) {
5889     case 0:
5890         if (!fp_access_check(s)) {
5891             return;
5892         }
5893         handle_fp_2src_single(s, opcode, rd, rn, rm);
5894         break;
5895     case 1:
5896         if (!fp_access_check(s)) {
5897             return;
5898         }
5899         handle_fp_2src_double(s, opcode, rd, rn, rm);
5900         break;
5901     case 3:
5902         if (!dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
5903             unallocated_encoding(s);
5904             return;
5905         }
5906         if (!fp_access_check(s)) {
5907             return;
5908         }
5909         handle_fp_2src_half(s, opcode, rd, rn, rm);
5910         break;
5911     default:
5912         unallocated_encoding(s);
5913     }
5914 }
5915
5916 /* Floating-point data-processing (3 source) - single precision */
5917 static void handle_fp_3src_single(DisasContext *s, bool o0, bool o1,
5918                                   int rd, int rn, int rm, int ra)
5919 {
5920     TCGv_i32 tcg_op1, tcg_op2, tcg_op3;
5921     TCGv_i32 tcg_res = tcg_temp_new_i32();
5922     TCGv_ptr fpst = get_fpstatus_ptr(false);
5923
5924     tcg_op1 = read_fp_sreg(s, rn);
5925     tcg_op2 = read_fp_sreg(s, rm);
5926     tcg_op3 = read_fp_sreg(s, ra);
5927
5928     /* These are fused multiply-add, and must be done as one
5929      * floating point operation with no rounding between the
5930      * multiplication and addition steps.
5931      * NB that doing the negations here as separate steps is
5932      * correct : an input NaN should come out with its sign bit
5933      * flipped if it is a negated-input.
5934      */
5935     if (o1 == true) {
5936         gen_helper_vfp_negs(tcg_op3, tcg_op3);
5937     }
5938
5939     if (o0 != o1) {
5940         gen_helper_vfp_negs(tcg_op1, tcg_op1);
5941     }
5942
5943     gen_helper_vfp_muladds(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, tcg_op3, fpst);
5944
5945     write_fp_sreg(s, rd, tcg_res);
5946
5947     tcg_temp_free_ptr(fpst);
5948     tcg_temp_free_i32(tcg_op1);
5949     tcg_temp_free_i32(tcg_op2);
5950     tcg_temp_free_i32(tcg_op3);
5951     tcg_temp_free_i32(tcg_res);
5952 }
5953
5954 /* Floating-point data-processing (3 source) - double precision */
5955 static void handle_fp_3src_double(DisasContext *s, bool o0, bool o1,
5956                                   int rd, int rn, int rm, int ra)
5957 {
5958     TCGv_i64 tcg_op1, tcg_op2, tcg_op3;
5959     TCGv_i64 tcg_res = tcg_temp_new_i64();
5960     TCGv_ptr fpst = get_fpstatus_ptr(false);
5961
5962     tcg_op1 = read_fp_dreg(s, rn);
5963     tcg_op2 = read_fp_dreg(s, rm);
5964     tcg_op3 = read_fp_dreg(s, ra);
5965
5966     /* These are fused multiply-add, and must be done as one
5967      * floating point operation with no rounding between the
5968      * multiplication and addition steps.
5969      * NB that doing the negations here as separate steps is
5970      * correct : an input NaN should come out with its sign bit
5971      * flipped if it is a negated-input.
5972      */
5973     if (o1 == true) {
5974         gen_helper_vfp_negd(tcg_op3, tcg_op3);
5975     }
5976
5977     if (o0 != o1) {
5978         gen_helper_vfp_negd(tcg_op1, tcg_op1);
5979     }
5980
5981     gen_helper_vfp_muladdd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, tcg_op3, fpst);
5982
5983     write_fp_dreg(s, rd, tcg_res);
5984
5985     tcg_temp_free_ptr(fpst);
5986     tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
5987     tcg_temp_free_i64(tcg_op2);
5988     tcg_temp_free_i64(tcg_op3);
5989     tcg_temp_free_i64(tcg_res);
5990 }
5991
5992 /* Floating-point data-processing (3 source) - half precision */
5993 static void handle_fp_3src_half(DisasContext *s, bool o0, bool o1,
5994                                 int rd, int rn, int rm, int ra)
5995 {
5996     TCGv_i32 tcg_op1, tcg_op2, tcg_op3;
5997     TCGv_i32 tcg_res = tcg_temp_new_i32();
5998     TCGv_ptr fpst = get_fpstatus_ptr(true);
5999
6000     tcg_op1 = read_fp_hreg(s, rn);
6001     tcg_op2 = read_fp_hreg(s, rm);
6002     tcg_op3 = read_fp_hreg(s, ra);
6003
6004     /* These are fused multiply-add, and must be done as one
6005      * floating point operation with no rounding between the
6006      * multiplication and addition steps.
6007      * NB that doing the negations here as separate steps is
6008      * correct : an input NaN should come out with its sign bit
6009      * flipped if it is a negated-input.
6010      */
6011     if (o1 == true) {
6012         tcg_gen_xori_i32(tcg_op3, tcg_op3, 0x8000);
6013     }
6014
6015     if (o0 != o1) {
6016         tcg_gen_xori_i32(tcg_op1, tcg_op1, 0x8000);
6017     }
6018
6019     gen_helper_advsimd_muladdh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, tcg_op3, fpst);
6020
6021     write_fp_sreg(s, rd, tcg_res);
6022
6023     tcg_temp_free_ptr(fpst);
6024     tcg_temp_free_i32(tcg_op1);
6025     tcg_temp_free_i32(tcg_op2);
6026     tcg_temp_free_i32(tcg_op3);
6027     tcg_temp_free_i32(tcg_res);
6028 }
6029
6030 /* Floating point data-processing (3 source)
6031  *   31  30  29 28       24 23  22  21  20  16  15  14  10 9    5 4    0
6032  * +---+---+---+-----------+------+----+------+----+------+------+------+
6033  * | M | 0 | S | 1 1 1 1 1 | type | o1 |  Rm  | o0 |  Ra  |  Rn  |  Rd  |
6034  * +---+---+---+-----------+------+----+------+----+------+------+------+
6035  */
6036 static void disas_fp_3src(DisasContext *s, uint32_t insn)
6037 {
6038     int mos = extract32(insn, 29, 3);
6039     int type = extract32(insn, 22, 2);
6040     int rd = extract32(insn, 0, 5);
6041     int rn = extract32(insn, 5, 5);
6042     int ra = extract32(insn, 10, 5);
6043     int rm = extract32(insn, 16, 5);
6044     bool o0 = extract32(insn, 15, 1);
6045     bool o1 = extract32(insn, 21, 1);
6046
6047     if (mos) {
6048         unallocated_encoding(s);
6049         return;
6050     }
6051
6052     switch (type) {
6053     case 0:
6054         if (!fp_access_check(s)) {
6055             return;
6056         }
6057         handle_fp_3src_single(s, o0, o1, rd, rn, rm, ra);
6058         break;
6059     case 1:
6060         if (!fp_access_check(s)) {
6061             return;
6062         }
6063         handle_fp_3src_double(s, o0, o1, rd, rn, rm, ra);
6064         break;
6065     case 3:
6066         if (!dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
6067             unallocated_encoding(s);
6068             return;
6069         }
6070         if (!fp_access_check(s)) {
6071             return;
6072         }
6073         handle_fp_3src_half(s, o0, o1, rd, rn, rm, ra);
6074         break;
6075     default:
6076         unallocated_encoding(s);
6077     }
6078 }
6079
6080 /* The imm8 encodes the sign bit, enough bits to represent an exponent in
6081  * the range 01....1xx to 10....0xx, and the most significant 4 bits of
6082  * the mantissa; see VFPExpandImm() in the v8 ARM ARM.
6083  */
6084 uint64_t vfp_expand_imm(int size, uint8_t imm8)
6085 {
6086     uint64_t imm;
6087
6088     switch (size) {
6089     case MO_64:
6090         imm = (extract32(imm8, 7, 1) ? 0x8000 : 0) |
6091             (extract32(imm8, 6, 1) ? 0x3fc0 : 0x4000) |
6092             extract32(imm8, 0, 6);
6093         imm <<= 48;
6094         break;
6095     case MO_32:
6096         imm = (extract32(imm8, 7, 1) ? 0x8000 : 0) |
6097             (extract32(imm8, 6, 1) ? 0x3e00 : 0x4000) |
6098             (extract32(imm8, 0, 6) << 3);
6099         imm <<= 16;
6100         break;
6101     case MO_16:
6102         imm = (extract32(imm8, 7, 1) ? 0x8000 : 0) |
6103             (extract32(imm8, 6, 1) ? 0x3000 : 0x4000) |
6104             (extract32(imm8, 0, 6) << 6);
6105         break;
6106     default:
6107         g_assert_not_reached();
6108     }
6109     return imm;
6110 }
6111
6112 /* Floating point immediate
6113  *   31  30  29 28       24 23  22  21 20        13 12   10 9    5 4    0
6114  * +---+---+---+-----------+------+---+------------+-------+------+------+
6115  * | M | 0 | S | 1 1 1 1 0 | type | 1 |    imm8    | 1 0 0 | imm5 |  Rd  |
6116  * +---+---+---+-----------+------+---+------------+-------+------+------+
6117  */
6118 static void disas_fp_imm(DisasContext *s, uint32_t insn)
6119 {
6120     int rd = extract32(insn, 0, 5);
6121     int imm5 = extract32(insn, 5, 5);
6122     int imm8 = extract32(insn, 13, 8);
6123     int type = extract32(insn, 22, 2);
6124     int mos = extract32(insn, 29, 3);
6125     uint64_t imm;
6126     TCGv_i64 tcg_res;
6127     TCGMemOp sz;
6128
6129     if (mos || imm5) {
6130         unallocated_encoding(s);
6131         return;
6132     }
6133
6134     switch (type) {
6135     case 0:
6136         sz = MO_32;
6137         break;
6138     case 1:
6139         sz = MO_64;
6140         break;
6141     case 3:
6142         sz = MO_16;
6143         if (dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
6144             break;
6145         }
6146         /* fallthru */
6147     default:
6148         unallocated_encoding(s);
6149         return;
6150     }
6151
6152     if (!fp_access_check(s)) {
6153         return;
6154     }
6155
6156     imm = vfp_expand_imm(sz, imm8);
6157
6158     tcg_res = tcg_const_i64(imm);
6159     write_fp_dreg(s, rd, tcg_res);
6160     tcg_temp_free_i64(tcg_res);
6161 }
6162
6163 /* Handle floating point <=> fixed point conversions. Note that we can
6164  * also deal with fp <=> integer conversions as a special case (scale == 64)
6165  * OPTME: consider handling that special case specially or at least skipping
6166  * the call to scalbn in the helpers for zero shifts.
6167  */
6168 static void handle_fpfpcvt(DisasContext *s, int rd, int rn, int opcode,
6169                            bool itof, int rmode, int scale, int sf, int type)
6170 {
6171     bool is_signed = !(opcode & 1);
6172     TCGv_ptr tcg_fpstatus;
6173     TCGv_i32 tcg_shift, tcg_single;
6174     TCGv_i64 tcg_double;
6175
6176     tcg_fpstatus = get_fpstatus_ptr(type == 3);
6177
6178     tcg_shift = tcg_const_i32(64 - scale);
6179
6180     if (itof) {
6181         TCGv_i64 tcg_int = cpu_reg(s, rn);
6182         if (!sf) {
6183             TCGv_i64 tcg_extend = new_tmp_a64(s);
6184
6185             if (is_signed) {
6186                 tcg_gen_ext32s_i64(tcg_extend, tcg_int);
6187             } else {
6188                 tcg_gen_ext32u_i64(tcg_extend, tcg_int);
6189             }
6190
6191             tcg_int = tcg_extend;
6192         }
6193
6194         switch (type) {
6195         case 1: /* float64 */
6196             tcg_double = tcg_temp_new_i64();
6197             if (is_signed) {
6198                 gen_helper_vfp_sqtod(tcg_double, tcg_int,
6199                                      tcg_shift, tcg_fpstatus);
6200             } else {
6201                 gen_helper_vfp_uqtod(tcg_double, tcg_int,
6202                                      tcg_shift, tcg_fpstatus);
6203             }
6204             write_fp_dreg(s, rd, tcg_double);
6205             tcg_temp_free_i64(tcg_double);
6206             break;
6207
6208         case 0: /* float32 */
6209             tcg_single = tcg_temp_new_i32();
6210             if (is_signed) {
6211                 gen_helper_vfp_sqtos(tcg_single, tcg_int,
6212                                      tcg_shift, tcg_fpstatus);
6213             } else {
6214                 gen_helper_vfp_uqtos(tcg_single, tcg_int,
6215                                      tcg_shift, tcg_fpstatus);
6216             }
6217             write_fp_sreg(s, rd, tcg_single);
6218             tcg_temp_free_i32(tcg_single);
6219             break;
6220
6221         case 3: /* float16 */
6222             tcg_single = tcg_temp_new_i32();
6223             if (is_signed) {
6224                 gen_helper_vfp_sqtoh(tcg_single, tcg_int,
6225                                      tcg_shift, tcg_fpstatus);
6226             } else {
6227                 gen_helper_vfp_uqtoh(tcg_single, tcg_int,
6228                                      tcg_shift, tcg_fpstatus);
6229             }
6230             write_fp_sreg(s, rd, tcg_single);
6231             tcg_temp_free_i32(tcg_single);
6232             break;
6233
6234         default:
6235             g_assert_not_reached();
6236         }
6237     } else {
6238         TCGv_i64 tcg_int = cpu_reg(s, rd);
6239         TCGv_i32 tcg_rmode;
6240
6241         if (extract32(opcode, 2, 1)) {
6242             /* There are too many rounding modes to all fit into rmode,
6243              * so FCVTA[US] is a special case.
6244              */
6245             rmode = FPROUNDING_TIEAWAY;
6246         }
6247
6248         tcg_rmode = tcg_const_i32(arm_rmode_to_sf(rmode));
6249
6250         gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, tcg_fpstatus);
6251
6252         switch (type) {
6253         case 1: /* float64 */
6254             tcg_double = read_fp_dreg(s, rn);
6255             if (is_signed) {
6256                 if (!sf) {
6257                     gen_helper_vfp_tosld(tcg_int, tcg_double,
6258                                          tcg_shift, tcg_fpstatus);
6259                 } else {
6260                     gen_helper_vfp_tosqd(tcg_int, tcg_double,
6261                                          tcg_shift, tcg_fpstatus);
6262                 }
6263             } else {
6264                 if (!sf) {
6265                     gen_helper_vfp_tould(tcg_int, tcg_double,
6266                                          tcg_shift, tcg_fpstatus);
6267                 } else {
6268                     gen_helper_vfp_touqd(tcg_int, tcg_double,
6269                                          tcg_shift, tcg_fpstatus);
6270                 }
6271             }
6272             if (!sf) {
6273                 tcg_gen_ext32u_i64(tcg_int, tcg_int);
6274             }
6275             tcg_temp_free_i64(tcg_double);
6276             break;
6277
6278         case 0: /* float32 */
6279             tcg_single = read_fp_sreg(s, rn);
6280             if (sf) {
6281                 if (is_signed) {
6282                     gen_helper_vfp_tosqs(tcg_int, tcg_single,
6283                                          tcg_shift, tcg_fpstatus);
6284                 } else {
6285                     gen_helper_vfp_touqs(tcg_int, tcg_single,
6286                                          tcg_shift, tcg_fpstatus);
6287                 }
6288             } else {
6289                 TCGv_i32 tcg_dest = tcg_temp_new_i32();
6290                 if (is_signed) {
6291                     gen_helper_vfp_tosls(tcg_dest, tcg_single,
6292                                          tcg_shift, tcg_fpstatus);
6293                 } else {
6294                     gen_helper_vfp_touls(tcg_dest, tcg_single,
6295                                          tcg_shift, tcg_fpstatus);
6296                 }
6297                 tcg_gen_extu_i32_i64(tcg_int, tcg_dest);
6298                 tcg_temp_free_i32(tcg_dest);
6299             }
6300             tcg_temp_free_i32(tcg_single);
6301             break;
6302
6303         case 3: /* float16 */
6304             tcg_single = read_fp_sreg(s, rn);
6305             if (sf) {
6306                 if (is_signed) {
6307                     gen_helper_vfp_tosqh(tcg_int, tcg_single,
6308                                          tcg_shift, tcg_fpstatus);
6309                 } else {
6310                     gen_helper_vfp_touqh(tcg_int, tcg_single,
6311                                          tcg_shift, tcg_fpstatus);
6312                 }
6313             } else {
6314                 TCGv_i32 tcg_dest = tcg_temp_new_i32();
6315                 if (is_signed) {
6316                     gen_helper_vfp_toslh(tcg_dest, tcg_single,
6317                                          tcg_shift, tcg_fpstatus);
6318                 } else {
6319                     gen_helper_vfp_toulh(tcg_dest, tcg_single,
6320                                          tcg_shift, tcg_fpstatus);
6321                 }
6322                 tcg_gen_extu_i32_i64(tcg_int, tcg_dest);
6323                 tcg_temp_free_i32(tcg_dest);
6324             }
6325             tcg_temp_free_i32(tcg_single);
6326             break;
6327
6328         default:
6329             g_assert_not_reached();
6330         }
6331
6332         gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, tcg_fpstatus);
6333         tcg_temp_free_i32(tcg_rmode);
6334     }
6335
6336     tcg_temp_free_ptr(tcg_fpstatus);
6337     tcg_temp_free_i32(tcg_shift);
6338 }
6339
6340 /* Floating point <-> fixed point conversions
6341  *   31   30  29 28       24 23  22  21 20   19 18    16 15   10 9    5 4    0
6342  * +----+---+---+-----------+------+---+-------+--------+-------+------+------+
6343  * | sf | 0 | S | 1 1 1 1 0 | type | 0 | rmode | opcode | scale |  Rn  |  Rd  |
6344  * +----+---+---+-----------+------+---+-------+--------+-------+------+------+
6345  */
6346 static void disas_fp_fixed_conv(DisasContext *s, uint32_t insn)
6347 {
6348     int rd = extract32(insn, 0, 5);
6349     int rn = extract32(insn, 5, 5);
6350     int scale = extract32(insn, 10, 6);
6351     int opcode = extract32(insn, 16, 3);
6352     int rmode = extract32(insn, 19, 2);
6353     int type = extract32(insn, 22, 2);
6354     bool sbit = extract32(insn, 29, 1);
6355     bool sf = extract32(insn, 31, 1);
6356     bool itof;
6357
6358     if (sbit || (!sf && scale < 32)) {
6359         unallocated_encoding(s);
6360         return;
6361     }
6362
6363     switch (type) {
6364     case 0: /* float32 */
6365     case 1: /* float64 */
6366         break;
6367     case 3: /* float16 */
6368         if (dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
6369             break;
6370         }
6371         /* fallthru */
6372     default:
6373         unallocated_encoding(s);
6374         return;
6375     }
6376
6377     switch ((rmode << 3) | opcode) {
6378     case 0x2: /* SCVTF */
6379     case 0x3: /* UCVTF */
6380         itof = true;
6381         break;
6382     case 0x18: /* FCVTZS */
6383     case 0x19: /* FCVTZU */
6384         itof = false;
6385         break;
6386     default:
6387         unallocated_encoding(s);
6388         return;
6389     }
6390
6391     if (!fp_access_check(s)) {
6392         return;
6393     }
6394
6395     handle_fpfpcvt(s, rd, rn, opcode, itof, FPROUNDING_ZERO, scale, sf, type);
6396 }
6397
6398 static void handle_fmov(DisasContext *s, int rd, int rn, int type, bool itof)
6399 {
6400     /* FMOV: gpr to or from float, double, or top half of quad fp reg,
6401      * without conversion.
6402      */
6403
6404     if (itof) {
6405         TCGv_i64 tcg_rn = cpu_reg(s, rn);
6406         TCGv_i64 tmp;
6407
6408         switch (type) {
6409         case 0:
6410             /* 32 bit */
6411             tmp = tcg_temp_new_i64();
6412             tcg_gen_ext32u_i64(tmp, tcg_rn);
6413             write_fp_dreg(s, rd, tmp);
6414             tcg_temp_free_i64(tmp);
6415             break;
6416         case 1:
6417             /* 64 bit */
6418             write_fp_dreg(s, rd, tcg_rn);
6419             break;
6420         case 2:
6421             /* 64 bit to top half. */
6422             tcg_gen_st_i64(tcg_rn, cpu_env, fp_reg_hi_offset(s, rd));
6423             clear_vec_high(s, true, rd);
6424             break;
6425         case 3:
6426             /* 16 bit */
6427             tmp = tcg_temp_new_i64();
6428             tcg_gen_ext16u_i64(tmp, tcg_rn);
6429             write_fp_dreg(s, rd, tmp);
6430             tcg_temp_free_i64(tmp);
6431             break;
6432         default:
6433             g_assert_not_reached();
6434         }
6435     } else {
6436         TCGv_i64 tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
6437
6438         switch (type) {
6439         case 0:
6440             /* 32 bit */
6441             tcg_gen_ld32u_i64(tcg_rd, cpu_env, fp_reg_offset(s, rn, MO_32));
6442             break;
6443         case 1:
6444             /* 64 bit */
6445             tcg_gen_ld_i64(tcg_rd, cpu_env, fp_reg_offset(s, rn, MO_64));
6446             break;
6447         case 2:
6448             /* 64 bits from top half */
6449             tcg_gen_ld_i64(tcg_rd, cpu_env, fp_reg_hi_offset(s, rn));
6450             break;
6451         case 3:
6452             /* 16 bit */
6453             tcg_gen_ld16u_i64(tcg_rd, cpu_env, fp_reg_offset(s, rn, MO_16));
6454             break;
6455         default:
6456             g_assert_not_reached();
6457         }
6458     }
6459 }
6460
6461 /* Floating point <-> integer conversions
6462  *   31   30  29 28       24 23  22  21 20   19 18 16 15         10 9  5 4  0
6463  * +----+---+---+-----------+------+---+-------+-----+-------------+----+----+
6464  * | sf | 0 | S | 1 1 1 1 0 | type | 1 | rmode | opc | 0 0 0 0 0 0 | Rn | Rd |
6465  * +----+---+---+-----------+------+---+-------+-----+-------------+----+----+
6466  */
6467 static void disas_fp_int_conv(DisasContext *s, uint32_t insn)
6468 {
6469     int rd = extract32(insn, 0, 5);
6470     int rn = extract32(insn, 5, 5);
6471     int opcode = extract32(insn, 16, 3);
6472     int rmode = extract32(insn, 19, 2);
6473     int type = extract32(insn, 22, 2);
6474     bool sbit = extract32(insn, 29, 1);
6475     bool sf = extract32(insn, 31, 1);
6476
6477     if (sbit) {
6478         unallocated_encoding(s);
6479         return;
6480     }
6481
6482     if (opcode > 5) {
6483         /* FMOV */
6484         bool itof = opcode & 1;
6485
6486         if (rmode >= 2) {
6487             unallocated_encoding(s);
6488             return;
6489         }
6490
6491         switch (sf << 3 | type << 1 | rmode) {
6492         case 0x0: /* 32 bit */
6493         case 0xa: /* 64 bit */
6494         case 0xd: /* 64 bit to top half of quad */
6495             break;
6496         case 0x6: /* 16-bit float, 32-bit int */
6497         case 0xe: /* 16-bit float, 64-bit int */
6498             if (dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
6499                 break;
6500             }
6501             /* fallthru */
6502         default:
6503             /* all other sf/type/rmode combinations are invalid */
6504             unallocated_encoding(s);
6505             return;
6506         }
6507
6508         if (!fp_access_check(s)) {
6509             return;
6510         }
6511         handle_fmov(s, rd, rn, type, itof);
6512     } else {
6513         /* actual FP conversions */
6514         bool itof = extract32(opcode, 1, 1);
6515
6516         if (rmode != 0 && opcode > 1) {
6517             unallocated_encoding(s);
6518             return;
6519         }
6520         switch (type) {
6521         case 0: /* float32 */
6522         case 1: /* float64 */
6523             break;
6524         case 3: /* float16 */
6525             if (dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
6526                 break;
6527             }
6528             /* fallthru */
6529         default:
6530             unallocated_encoding(s);
6531             return;
6532         }
6533
6534         if (!fp_access_check(s)) {
6535             return;
6536         }
6537         handle_fpfpcvt(s, rd, rn, opcode, itof, rmode, 64, sf, type);
6538     }
6539 }
6540
6541 /* FP-specific subcases of table C3-6 (SIMD and FP data processing)
6542  *   31  30  29 28     25 24                          0
6543  * +---+---+---+---------+-----------------------------+
6544  * |   | 0 |   | 1 1 1 1 |                             |
6545  * +---+---+---+---------+-----------------------------+
6546  */
6547 static void disas_data_proc_fp(DisasContext *s, uint32_t insn)
6548 {
6549     if (extract32(insn, 24, 1)) {
6550         /* Floating point data-processing (3 source) */
6551         disas_fp_3src(s, insn);
6552     } else if (extract32(insn, 21, 1) == 0) {
6553         /* Floating point to fixed point conversions */
6554         disas_fp_fixed_conv(s, insn);
6555     } else {
6556         switch (extract32(insn, 10, 2)) {
6557         case 1:
6558             /* Floating point conditional compare */
6559             disas_fp_ccomp(s, insn);
6560             break;
6561         case 2:
6562             /* Floating point data-processing (2 source) */
6563             disas_fp_2src(s, insn);
6564             break;
6565         case 3:
6566             /* Floating point conditional select */
6567             disas_fp_csel(s, insn);
6568             break;
6569         case 0:
6570             switch (ctz32(extract32(insn, 12, 4))) {
6571             case 0: /* [15:12] == xxx1 */
6572                 /* Floating point immediate */
6573                 disas_fp_imm(s, insn);
6574                 break;
6575             case 1: /* [15:12] == xx10 */
6576                 /* Floating point compare */
6577                 disas_fp_compare(s, insn);
6578                 break;
6579             case 2: /* [15:12] == x100 */
6580                 /* Floating point data-processing (1 source) */
6581                 disas_fp_1src(s, insn);
6582                 break;
6583             case 3: /* [15:12] == 1000 */
6584                 unallocated_encoding(s);
6585                 break;
6586             default: /* [15:12] == 0000 */
6587                 /* Floating point <-> integer conversions */
6588                 disas_fp_int_conv(s, insn);
6589                 break;
6590             }
6591             break;
6592         }
6593     }
6594 }
6595
6596 static void do_ext64(DisasContext *s, TCGv_i64 tcg_left, TCGv_i64 tcg_right,
6597                      int pos)
6598 {
6599     /* Extract 64 bits from the middle of two concatenated 64 bit
6600      * vector register slices left:right. The extracted bits start
6601      * at 'pos' bits into the right (least significant) side.
6602      * We return the result in tcg_right, and guarantee not to
6603      * trash tcg_left.
6604      */
6605     TCGv_i64 tcg_tmp = tcg_temp_new_i64();
6606     assert(pos > 0 && pos < 64);
6607
6608     tcg_gen_shri_i64(tcg_right, tcg_right, pos);
6609     tcg_gen_shli_i64(tcg_tmp, tcg_left, 64 - pos);
6610     tcg_gen_or_i64(tcg_right, tcg_right, tcg_tmp);
6611
6612     tcg_temp_free_i64(tcg_tmp);
6613 }
6614
6615 /* EXT
6616  *   31  30 29         24 23 22  21 20  16 15  14  11 10  9    5 4    0
6617  * +---+---+-------------+-----+---+------+---+------+---+------+------+
6618  * | 0 | Q | 1 0 1 1 1 0 | op2 | 0 |  Rm  | 0 | imm4 | 0 |  Rn  |  Rd  |
6619  * +---+---+-------------+-----+---+------+---+------+---+------+------+
6620  */
6621 static void disas_simd_ext(DisasContext *s, uint32_t insn)
6622 {
6623     int is_q = extract32(insn, 30, 1);
6624     int op2 = extract32(insn, 22, 2);
6625     int imm4 = extract32(insn, 11, 4);
6626     int rm = extract32(insn, 16, 5);
6627     int rn = extract32(insn, 5, 5);
6628     int rd = extract32(insn, 0, 5);
6629     int pos = imm4 << 3;
6630     TCGv_i64 tcg_resl, tcg_resh;
6631
6632     if (op2 != 0 || (!is_q && extract32(imm4, 3, 1))) {
6633         unallocated_encoding(s);
6634         return;
6635     }
6636
6637     if (!fp_access_check(s)) {
6638         return;
6639     }
6640
6641     tcg_resh = tcg_temp_new_i64();
6642     tcg_resl = tcg_temp_new_i64();
6643
6644     /* Vd gets bits starting at pos bits into Vm:Vn. This is
6645      * either extracting 128 bits from a 128:128 concatenation, or
6646      * extracting 64 bits from a 64:64 concatenation.
6647      */
6648     if (!is_q) {
6649         read_vec_element(s, tcg_resl, rn, 0, MO_64);
6650         if (pos != 0) {
6651             read_vec_element(s, tcg_resh, rm, 0, MO_64);
6652             do_ext64(s, tcg_resh, tcg_resl, pos);
6653         }
6654         tcg_gen_movi_i64(tcg_resh, 0);
6655     } else {
6656         TCGv_i64 tcg_hh;
6657         typedef struct {
6658             int reg;
6659             int elt;
6660         } EltPosns;
6661         EltPosns eltposns[] = { {rn, 0}, {rn, 1}, {rm, 0}, {rm, 1} };
6662         EltPosns *elt = eltposns;
6663
6664         if (pos >= 64) {
6665             elt++;
6666             pos -= 64;
6667         }
6668
6669         read_vec_element(s, tcg_resl, elt->reg, elt->elt, MO_64);
6670         elt++;
6671         read_vec_element(s, tcg_resh, elt->reg, elt->elt, MO_64);
6672         elt++;
6673         if (pos != 0) {
6674             do_ext64(s, tcg_resh, tcg_resl, pos);
6675             tcg_hh = tcg_temp_new_i64();
6676             read_vec_element(s, tcg_hh, elt->reg, elt->elt, MO_64);
6677             do_ext64(s, tcg_hh, tcg_resh, pos);
6678             tcg_temp_free_i64(tcg_hh);
6679         }
6680     }
6681
6682     write_vec_element(s, tcg_resl, rd, 0, MO_64);
6683     tcg_temp_free_i64(tcg_resl);
6684     write_vec_element(s, tcg_resh, rd, 1, MO_64);
6685     tcg_temp_free_i64(tcg_resh);
6686 }
6687
6688 /* TBL/TBX
6689  *   31  30 29         24 23 22  21 20  16 15  14 13  12  11 10 9    5 4    0
6690  * +---+---+-------------+-----+---+------+---+-----+----+-----+------+------+
6691  * | 0 | Q | 0 0 1 1 1 0 | op2 | 0 |  Rm  | 0 | len | op | 0 0 |  Rn  |  Rd  |
6692  * +---+---+-------------+-----+---+------+---+-----+----+-----+------+------+
6693  */
6694 static void disas_simd_tb(DisasContext *s, uint32_t insn)
6695 {
6696     int op2 = extract32(insn, 22, 2);
6697     int is_q = extract32(insn, 30, 1);
6698     int rm = extract32(insn, 16, 5);
6699     int rn = extract32(insn, 5, 5);
6700     int rd = extract32(insn, 0, 5);
6701     int is_tblx = extract32(insn, 12, 1);
6702     int len = extract32(insn, 13, 2);
6703     TCGv_i64 tcg_resl, tcg_resh, tcg_idx;
6704     TCGv_i32 tcg_regno, tcg_numregs;
6705
6706     if (op2 != 0) {
6707         unallocated_encoding(s);
6708         return;
6709     }
6710
6711     if (!fp_access_check(s)) {
6712         return;
6713     }
6714
6715     /* This does a table lookup: for every byte element in the input
6716      * we index into a table formed from up to four vector registers,
6717      * and then the output is the result of the lookups. Our helper
6718      * function does the lookup operation for a single 64 bit part of
6719      * the input.
6720      */
6721     tcg_resl = tcg_temp_new_i64();
6722     tcg_resh = tcg_temp_new_i64();
6723
6724     if (is_tblx) {
6725         read_vec_element(s, tcg_resl, rd, 0, MO_64);
6726     } else {
6727         tcg_gen_movi_i64(tcg_resl, 0);
6728     }
6729     if (is_tblx && is_q) {
6730         read_vec_element(s, tcg_resh, rd, 1, MO_64);
6731     } else {
6732         tcg_gen_movi_i64(tcg_resh, 0);
6733     }
6734
6735     tcg_idx = tcg_temp_new_i64();
6736     tcg_regno = tcg_const_i32(rn);
6737     tcg_numregs = tcg_const_i32(len + 1);
6738     read_vec_element(s, tcg_idx, rm, 0, MO_64);
6739     gen_helper_simd_tbl(tcg_resl, cpu_env, tcg_resl, tcg_idx,
6740                         tcg_regno, tcg_numregs);
6741     if (is_q) {
6742         read_vec_element(s, tcg_idx, rm, 1, MO_64);
6743         gen_helper_simd_tbl(tcg_resh, cpu_env, tcg_resh, tcg_idx,
6744                             tcg_regno, tcg_numregs);
6745     }
6746     tcg_temp_free_i64(tcg_idx);
6747     tcg_temp_free_i32(tcg_regno);
6748     tcg_temp_free_i32(tcg_numregs);
6749
6750     write_vec_element(s, tcg_resl, rd, 0, MO_64);
6751     tcg_temp_free_i64(tcg_resl);
6752     write_vec_element(s, tcg_resh, rd, 1, MO_64);
6753     tcg_temp_free_i64(tcg_resh);
6754 }
6755
6756 /* ZIP/UZP/TRN
6757  *   31  30 29         24 23  22  21 20   16 15 14 12 11 10 9    5 4    0
6758  * +---+---+-------------+------+---+------+---+------------------+------+
6759  * | 0 | Q | 0 0 1 1 1 0 | size | 0 |  Rm  | 0 | opc | 1 0 |  Rn  |  Rd  |
6760  * +---+---+-------------+------+---+------+---+------------------+------+
6761  */
6762 static void disas_simd_zip_trn(DisasContext *s, uint32_t insn)
6763 {
6764     int rd = extract32(insn, 0, 5);
6765     int rn = extract32(insn, 5, 5);
6766     int rm = extract32(insn, 16, 5);
6767     int size = extract32(insn, 22, 2);
6768     /* opc field bits [1:0] indicate ZIP/UZP/TRN;
6769      * bit 2 indicates 1 vs 2 variant of the insn.
6770      */
6771     int opcode = extract32(insn, 12, 2);
6772     bool part = extract32(insn, 14, 1);
6773     bool is_q = extract32(insn, 30, 1);
6774     int esize = 8 << size;
6775     int i, ofs;
6776     int datasize = is_q ? 128 : 64;
6777     int elements = datasize / esize;
6778     TCGv_i64 tcg_res, tcg_resl, tcg_resh;
6779
6780     if (opcode == 0 || (size == 3 && !is_q)) {
6781         unallocated_encoding(s);
6782         return;
6783     }
6784
6785     if (!fp_access_check(s)) {
6786         return;
6787     }
6788
6789     tcg_resl = tcg_const_i64(0);
6790     tcg_resh = tcg_const_i64(0);
6791     tcg_res = tcg_temp_new_i64();
6792
6793     for (i = 0; i < elements; i++) {
6794         switch (opcode) {
6795         case 1: /* UZP1/2 */
6796         {
6797             int midpoint = elements / 2;
6798             if (i < midpoint) {
6799                 read_vec_element(s, tcg_res, rn, 2 * i + part, size);
6800             } else {
6801                 read_vec_element(s, tcg_res, rm,
6802                                  2 * (i - midpoint) + part, size);
6803             }
6804             break;
6805         }
6806         case 2: /* TRN1/2 */
6807             if (i & 1) {
6808                 read_vec_element(s, tcg_res, rm, (i & ~1) + part, size);
6809             } else {
6810                 read_vec_element(s, tcg_res, rn, (i & ~1) + part, size);
6811             }
6812             break;
6813         case 3: /* ZIP1/2 */
6814         {
6815             int base = part * elements / 2;
6816             if (i & 1) {
6817                 read_vec_element(s, tcg_res, rm, base + (i >> 1), size);
6818             } else {
6819                 read_vec_element(s, tcg_res, rn, base + (i >> 1), size);
6820             }
6821             break;
6822         }
6823         default:
6824             g_assert_not_reached();
6825         }
6826
6827         ofs = i * esize;
6828         if (ofs < 64) {
6829             tcg_gen_shli_i64(tcg_res, tcg_res, ofs);
6830             tcg_gen_or_i64(tcg_resl, tcg_resl, tcg_res);
6831         } else {
6832             tcg_gen_shli_i64(tcg_res, tcg_res, ofs - 64);
6833             tcg_gen_or_i64(tcg_resh, tcg_resh, tcg_res);
6834         }
6835     }
6836
6837     tcg_temp_free_i64(tcg_res);
6838
6839     write_vec_element(s, tcg_resl, rd, 0, MO_64);
6840     tcg_temp_free_i64(tcg_resl);
6841     write_vec_element(s, tcg_resh, rd, 1, MO_64);
6842     tcg_temp_free_i64(tcg_resh);
6843 }
6844
6845 /*
6846  * do_reduction_op helper
6847  *
6848  * This mirrors the Reduce() pseudocode in the ARM ARM. It is
6849  * important for correct NaN propagation that we do these
6850  * operations in exactly the order specified by the pseudocode.
6851  *
6852  * This is a recursive function, TCG temps should be freed by the
6853  * calling function once it is done with the values.
6854  */
6855 static TCGv_i32 do_reduction_op(DisasContext *s, int fpopcode, int rn,
6856                                 int esize, int size, int vmap, TCGv_ptr fpst)
6857 {
6858     if (esize == size) {
6859         int element;
6860         TCGMemOp msize = esize == 16 ? MO_16 : MO_32;
6861         TCGv_i32 tcg_elem;
6862
6863         /* We should have one register left here */
6864         assert(ctpop8(vmap) == 1);
6865         element = ctz32(vmap);
6866         assert(element < 8);
6867
6868         tcg_elem = tcg_temp_new_i32();
6869         read_vec_element_i32(s, tcg_elem, rn, element, msize);
6870         return tcg_elem;
6871     } else {
6872         int bits = size / 2;
6873         int shift = ctpop8(vmap) / 2;
6874         int vmap_lo = (vmap >> shift) & vmap;
6875         int vmap_hi = (vmap & ~vmap_lo);
6876         TCGv_i32 tcg_hi, tcg_lo, tcg_res;
6877
6878         tcg_hi = do_reduction_op(s, fpopcode, rn, esize, bits, vmap_hi, fpst);
6879         tcg_lo = do_reduction_op(s, fpopcode, rn, esize, bits, vmap_lo, fpst);
6880         tcg_res = tcg_temp_new_i32();
6881
6882         switch (fpopcode) {
6883         case 0x0c: /* fmaxnmv half-precision */
6884             gen_helper_advsimd_maxnumh(tcg_res, tcg_lo, tcg_hi, fpst);
6885             break;
6886         case 0x0f: /* fmaxv half-precision */
6887             gen_helper_advsimd_maxh(tcg_res, tcg_lo, tcg_hi, fpst);
6888             break;
6889         case 0x1c: /* fminnmv half-precision */
6890             gen_helper_advsimd_minnumh(tcg_res, tcg_lo, tcg_hi, fpst);
6891             break;
6892         case 0x1f: /* fminv half-precision */
6893             gen_helper_advsimd_minh(tcg_res, tcg_lo, tcg_hi, fpst);
6894             break;
6895         case 0x2c: /* fmaxnmv */
6896             gen_helper_vfp_maxnums(tcg_res, tcg_lo, tcg_hi, fpst);
6897             break;
6898         case 0x2f: /* fmaxv */
6899             gen_helper_vfp_maxs(tcg_res, tcg_lo, tcg_hi, fpst);
6900             break;
6901         case 0x3c: /* fminnmv */
6902             gen_helper_vfp_minnums(tcg_res, tcg_lo, tcg_hi, fpst);
6903             break;
6904         case 0x3f: /* fminv */
6905             gen_helper_vfp_mins(tcg_res, tcg_lo, tcg_hi, fpst);
6906             break;
6907         default:
6908             g_assert_not_reached();
6909         }
6910
6911         tcg_temp_free_i32(tcg_hi);
6912         tcg_temp_free_i32(tcg_lo);
6913         return tcg_res;
6914     }
6915 }
6916
6917 /* AdvSIMD across lanes
6918  *   31  30  29 28       24 23  22 21       17 16    12 11 10 9    5 4    0
6919  * +---+---+---+-----------+------+-----------+--------+-----+------+------+
6920  * | 0 | Q | U | 0 1 1 1 0 | size | 1 1 0 0 0 | opcode | 1 0 |  Rn  |  Rd  |
6921  * +---+---+---+-----------+------+-----------+--------+-----+------+------+
6922  */
6923 static void disas_simd_across_lanes(DisasContext *s, uint32_t insn)
6924 {
6925     int rd = extract32(insn, 0, 5);
6926     int rn = extract32(insn, 5, 5);
6927     int size = extract32(insn, 22, 2);
6928     int opcode = extract32(insn, 12, 5);
6929     bool is_q = extract32(insn, 30, 1);
6930     bool is_u = extract32(insn, 29, 1);
6931     bool is_fp = false;
6932     bool is_min = false;
6933     int esize;
6934     int elements;
6935     int i;
6936     TCGv_i64 tcg_res, tcg_elt;
6937
6938     switch (opcode) {
6939     case 0x1b: /* ADDV */
6940         if (is_u) {
6941             unallocated_encoding(s);
6942             return;
6943         }
6944         /* fall through */
6945     case 0x3: /* SADDLV, UADDLV */
6946     case 0xa: /* SMAXV, UMAXV */
6947     case 0x1a: /* SMINV, UMINV */
6948         if (size == 3 || (size == 2 && !is_q)) {
6949             unallocated_encoding(s);
6950             return;
6951         }
6952         break;
6953     case 0xc: /* FMAXNMV, FMINNMV */
6954     case 0xf: /* FMAXV, FMINV */
6955         /* Bit 1 of size field encodes min vs max and the actual size
6956          * depends on the encoding of the U bit. If not set (and FP16
6957          * enabled) then we do half-precision float instead of single
6958          * precision.
6959          */
6960         is_min = extract32(size, 1, 1);
6961         is_fp = true;
6962         if (!is_u && dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
6963             size = 1;
6964         } else if (!is_u || !is_q || extract32(size, 0, 1)) {
6965             unallocated_encoding(s);
6966             return;
6967         } else {
6968             size = 2;
6969         }
6970         break;
6971     default:
6972         unallocated_encoding(s);
6973         return;
6974     }
6975
6976     if (!fp_access_check(s)) {
6977         return;
6978     }
6979
6980     esize = 8 << size;
6981     elements = (is_q ? 128 : 64) / esize;
6982
6983     tcg_res = tcg_temp_new_i64();
6984     tcg_elt = tcg_temp_new_i64();
6985
6986     /* These instructions operate across all lanes of a vector
6987      * to produce a single result. We can guarantee that a 64
6988      * bit intermediate is sufficient:
6989      *  + for [US]ADDLV the maximum element size is 32 bits, and
6990      *    the result type is 64 bits
6991      *  + for FMAX*V, FMIN*V, ADDV the intermediate type is the
6992      *    same as the element size, which is 32 bits at most
6993      * For the integer operations we can choose to work at 64
6994      * or 32 bits and truncate at the end; for simplicity
6995      * we use 64 bits always. The floating point
6996      * ops do require 32 bit intermediates, though.
6997      */
6998     if (!is_fp) {
6999         read_vec_element(s, tcg_res, rn, 0, size | (is_u ? 0 : MO_SIGN));
7000
7001         for (i = 1; i < elements; i++) {
7002             read_vec_element(s, tcg_elt, rn, i, size | (is_u ? 0 : MO_SIGN));
7003
7004             switch (opcode) {
7005             case 0x03: /* SADDLV / UADDLV */
7006             case 0x1b: /* ADDV */
7007                 tcg_gen_add_i64(tcg_res, tcg_res, tcg_elt);
7008                 break;
7009             case 0x0a: /* SMAXV / UMAXV */
7010                 if (is_u) {
7011                     tcg_gen_umax_i64(tcg_res, tcg_res, tcg_elt);
7012                 } else {
7013                     tcg_gen_smax_i64(tcg_res, tcg_res, tcg_elt);
7014                 }
7015                 break;
7016             case 0x1a: /* SMINV / UMINV */
7017                 if (is_u) {
7018                     tcg_gen_umin_i64(tcg_res, tcg_res, tcg_elt);
7019                 } else {
7020                     tcg_gen_smin_i64(tcg_res, tcg_res, tcg_elt);
7021                 }
7022                 break;
7023             default:
7024                 g_assert_not_reached();
7025             }
7026
7027         }
7028     } else {
7029         /* Floating point vector reduction ops which work across 32
7030          * bit (single) or 16 bit (half-precision) intermediates.
7031          * Note that correct NaN propagation requires that we do these
7032          * operations in exactly the order specified by the pseudocode.
7033          */
7034         TCGv_ptr fpst = get_fpstatus_ptr(size == MO_16);
7035         int fpopcode = opcode | is_min << 4 | is_u << 5;
7036         int vmap = (1 << elements) - 1;
7037         TCGv_i32 tcg_res32 = do_reduction_op(s, fpopcode, rn, esize,
7038                                              (is_q ? 128 : 64), vmap, fpst);
7039         tcg_gen_extu_i32_i64(tcg_res, tcg_res32);
7040         tcg_temp_free_i32(tcg_res32);
7041         tcg_temp_free_ptr(fpst);
7042     }
7043
7044     tcg_temp_free_i64(tcg_elt);
7045
7046     /* Now truncate the result to the width required for the final output */
7047     if (opcode == 0x03) {
7048         /* SADDLV, UADDLV: result is 2*esize */
7049         size++;
7050     }
7051
7052     switch (size) {
7053     case 0:
7054         tcg_gen_ext8u_i64(tcg_res, tcg_res);
7055         break;
7056     case 1:
7057         tcg_gen_ext16u_i64(tcg_res, tcg_res);
7058         break;
7059     case 2:
7060         tcg_gen_ext32u_i64(tcg_res, tcg_res);
7061         break;
7062     case 3:
7063         break;
7064     default:
7065         g_assert_not_reached();
7066     }
7067
7068     write_fp_dreg(s, rd, tcg_res);
7069     tcg_temp_free_i64(tcg_res);
7070 }
7071
7072 /* DUP (Element, Vector)
7073  *
7074  *  31  30   29              21 20    16 15        10  9    5 4    0
7075  * +---+---+-------------------+--------+-------------+------+------+
7076  * | 0 | Q | 0 0 1 1 1 0 0 0 0 |  imm5  | 0 0 0 0 0 1 |  Rn  |  Rd  |
7077  * +---+---+-------------------+--------+-------------+------+------+
7078  *
7079  * size: encoded in imm5 (see ARM ARM LowestSetBit())
7080  */
7081 static void handle_simd_dupe(DisasContext *s, int is_q, int rd, int rn,
7082                              int imm5)
7083 {
7084     int size = ctz32(imm5);
7085     int index = imm5 >> (size + 1);
7086
7087     if (size > 3 || (size == 3 && !is_q)) {
7088         unallocated_encoding(s);
7089         return;
7090     }
7091
7092     if (!fp_access_check(s)) {
7093         return;
7094     }
7095
7096     tcg_gen_gvec_dup_mem(size, vec_full_reg_offset(s, rd),
7097                          vec_reg_offset(s, rn, index, size),
7098                          is_q ? 16 : 8, vec_full_reg_size(s));
7099 }
7100
7101 /* DUP (element, scalar)
7102  *  31                   21 20    16 15        10  9    5 4    0
7103  * +-----------------------+--------+-------------+------+------+
7104  * | 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 |  imm5  | 0 0 0 0 0 1 |  Rn  |  Rd  |
7105  * +-----------------------+--------+-------------+------+------+
7106  */
7107 static void handle_simd_dupes(DisasContext *s, int rd, int rn,
7108                               int imm5)
7109 {
7110     int size = ctz32(imm5);
7111     int index;
7112     TCGv_i64 tmp;
7113
7114     if (size > 3) {
7115         unallocated_encoding(s);
7116         return;
7117     }
7118
7119     if (!fp_access_check(s)) {
7120         return;
7121     }
7122
7123     index = imm5 >> (size + 1);
7124
7125     /* This instruction just extracts the specified element and
7126      * zero-extends it into the bottom of the destination register.
7127      */
7128     tmp = tcg_temp_new_i64();
7129     read_vec_element(s, tmp, rn, index, size);
7130     write_fp_dreg(s, rd, tmp);
7131     tcg_temp_free_i64(tmp);
7132 }
7133
7134 /* DUP (General)
7135  *
7136  *  31  30   29              21 20    16 15        10  9    5 4    0
7137  * +---+---+-------------------+--------+-------------+------+------+
7138  * | 0 | Q | 0 0 1 1 1 0 0 0 0 |  imm5  | 0 0 0 0 1 1 |  Rn  |  Rd  |
7139  * +---+---+-------------------+--------+-------------+------+------+
7140  *
7141  * size: encoded in imm5 (see ARM ARM LowestSetBit())
7142  */
7143 static void handle_simd_dupg(DisasContext *s, int is_q, int rd, int rn,
7144                              int imm5)
7145 {
7146     int size = ctz32(imm5);
7147     uint32_t dofs, oprsz, maxsz;
7148
7149     if (size > 3 || ((size == 3) && !is_q)) {
7150         unallocated_encoding(s);
7151         return;
7152     }
7153
7154     if (!fp_access_check(s)) {
7155         return;
7156     }
7157
7158     dofs = vec_full_reg_offset(s, rd);
7159     oprsz = is_q ? 16 : 8;
7160     maxsz = vec_full_reg_size(s);
7161
7162     tcg_gen_gvec_dup_i64(size, dofs, oprsz, maxsz, cpu_reg(s, rn));
7163 }
7164
7165 /* INS (Element)
7166  *
7167  *  31                   21 20    16 15  14    11  10 9    5 4    0
7168  * +-----------------------+--------+------------+---+------+------+
7169  * | 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 |  imm5  | 0 |  imm4  | 1 |  Rn  |  Rd  |
7170  * +-----------------------+--------+------------+---+------+------+
7171  *
7172  * size: encoded in imm5 (see ARM ARM LowestSetBit())
7173  * index: encoded in imm5<4:size+1>
7174  */
7175 static void handle_simd_inse(DisasContext *s, int rd, int rn,
7176                              int imm4, int imm5)
7177 {
7178     int size = ctz32(imm5);
7179     int src_index, dst_index;
7180     TCGv_i64 tmp;
7181
7182     if (size > 3) {
7183         unallocated_encoding(s);
7184         return;
7185     }
7186
7187     if (!fp_access_check(s)) {
7188         return;
7189     }
7190
7191     dst_index = extract32(imm5, 1+size, 5);
7192     src_index = extract32(imm4, size, 4);
7193
7194     tmp = tcg_temp_new_i64();
7195
7196     read_vec_element(s, tmp, rn, src_index, size);
7197     write_vec_element(s, tmp, rd, dst_index, size);
7198
7199     tcg_temp_free_i64(tmp);
7200 }
7201
7202
7203 /* INS (General)
7204  *
7205  *  31                   21 20    16 15        10  9    5 4    0
7206  * +-----------------------+--------+-------------+------+------+
7207  * | 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 |  imm5  | 0 0 0 1 1 1 |  Rn  |  Rd  |
7208  * +-----------------------+--------+-------------+------+------+
7209  *
7210  * size: encoded in imm5 (see ARM ARM LowestSetBit())
7211  * index: encoded in imm5<4:size+1>
7212  */
7213 static void handle_simd_insg(DisasContext *s, int rd, int rn, int imm5)
7214 {
7215     int size = ctz32(imm5);
7216     int idx;
7217
7218     if (size > 3) {
7219         unallocated_encoding(s);
7220         return;
7221     }
7222
7223     if (!fp_access_check(s)) {
7224         return;
7225     }
7226
7227     idx = extract32(imm5, 1 + size, 4 - size);
7228     write_vec_element(s, cpu_reg(s, rn), rd, idx, size);
7229 }
7230
7231 /*
7232  * UMOV (General)
7233  * SMOV (General)
7234  *
7235  *  31  30   29              21 20    16 15    12   10 9    5 4    0
7236  * +---+---+-------------------+--------+-------------+------+------+
7237  * | 0 | Q | 0 0 1 1 1 0 0 0 0 |  imm5  | 0 0 1 U 1 1 |  Rn  |  Rd  |
7238  * +---+---+-------------------+--------+-------------+------+------+
7239  *
7240  * U: unsigned when set
7241  * size: encoded in imm5 (see ARM ARM LowestSetBit())
7242  */
7243 static void handle_simd_umov_smov(DisasContext *s, int is_q, int is_signed,
7244                                   int rn, int rd, int imm5)
7245 {
7246     int size = ctz32(imm5);
7247     int element;
7248     TCGv_i64 tcg_rd;
7249
7250     /* Check for UnallocatedEncodings */
7251     if (is_signed) {
7252         if (size > 2 || (size == 2 && !is_q)) {
7253             unallocated_encoding(s);
7254             return;
7255         }
7256     } else {
7257         if (size > 3
7258             || (size < 3 && is_q)
7259             || (size == 3 && !is_q)) {
7260             unallocated_encoding(s);
7261             return;
7262         }
7263     }
7264
7265     if (!fp_access_check(s)) {
7266         return;
7267     }
7268
7269     element = extract32(imm5, 1+size, 4);
7270
7271     tcg_rd = cpu_reg(s, rd);
7272     read_vec_element(s, tcg_rd, rn, element, size | (is_signed ? MO_SIGN : 0));
7273     if (is_signed && !is_q) {
7274         tcg_gen_ext32u_i64(tcg_rd, tcg_rd);
7275     }
7276 }
7277
7278 /* AdvSIMD copy
7279  *   31  30  29  28             21 20  16 15  14  11 10  9    5 4    0
7280  * +---+---+----+-----------------+------+---+------+---+------+------+
7281  * | 0 | Q | op | 0 1 1 1 0 0 0 0 | imm5 | 0 | imm4 | 1 |  Rn  |  Rd  |
7282  * +---+---+----+-----------------+------+---+------+---+------+------+
7283  */
7284 static void disas_simd_copy(DisasContext *s, uint32_t insn)
7285 {
7286     int rd = extract32(insn, 0, 5);
7287     int rn = extract32(insn, 5, 5);
7288     int imm4 = extract32(insn, 11, 4);
7289     int op = extract32(insn, 29, 1);
7290     int is_q = extract32(insn, 30, 1);
7291     int imm5 = extract32(insn, 16, 5);
7292
7293     if (op) {
7294         if (is_q) {
7295             /* INS (element) */
7296             handle_simd_inse(s, rd, rn, imm4, imm5);
7297         } else {
7298             unallocated_encoding(s);
7299         }
7300     } else {
7301         switch (imm4) {
7302         case 0:
7303             /* DUP (element - vector) */
7304             handle_simd_dupe(s, is_q, rd, rn, imm5);
7305             break;
7306         case 1:
7307             /* DUP (general) */
7308             handle_simd_dupg(s, is_q, rd, rn, imm5);
7309             break;
7310         case 3:
7311             if (is_q) {
7312                 /* INS (general) */
7313                 handle_simd_insg(s, rd, rn, imm5);
7314             } else {
7315                 unallocated_encoding(s);
7316             }
7317             break;
7318         case 5:
7319         case 7:
7320             /* UMOV/SMOV (is_q indicates 32/64; imm4 indicates signedness) */
7321             handle_simd_umov_smov(s, is_q, (imm4 == 5), rn, rd, imm5);
7322             break;
7323         default:
7324             unallocated_encoding(s);
7325             break;
7326         }
7327     }
7328 }
7329
7330 /* AdvSIMD modified immediate
7331  *  31  30   29  28                 19 18 16 15   12  11  10  9     5 4    0
7332  * +---+---+----+---------------------+-----+-------+----+---+-------+------+
7333  * | 0 | Q | op | 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 | abc | cmode | o2 | 1 | defgh |  Rd  |
7334  * +---+---+----+---------------------+-----+-------+----+---+-------+------+
7335  *
7336  * There are a number of operations that can be carried out here:
7337  *   MOVI - move (shifted) imm into register
7338  *   MVNI - move inverted (shifted) imm into register
7339  *   ORR  - bitwise OR of (shifted) imm with register
7340  *   BIC  - bitwise clear of (shifted) imm with register
7341  * With ARMv8.2 we also have:
7342  *   FMOV half-precision
7343  */
7344 static void disas_simd_mod_imm(DisasContext *s, uint32_t insn)
7345 {
7346     int rd = extract32(insn, 0, 5);
7347     int cmode = extract32(insn, 12, 4);
7348     int cmode_3_1 = extract32(cmode, 1, 3);
7349     int cmode_0 = extract32(cmode, 0, 1);
7350     int o2 = extract32(insn, 11, 1);
7351     uint64_t abcdefgh = extract32(insn, 5, 5) | (extract32(insn, 16, 3) << 5);
7352     bool is_neg = extract32(insn, 29, 1);
7353     bool is_q = extract32(insn, 30, 1);
7354     uint64_t imm = 0;
7355
7356     if (o2 != 0 || ((cmode == 0xf) && is_neg && !is_q)) {
7357         /* Check for FMOV (vector, immediate) - half-precision */
7358         if (!(dc_isar_feature(aa64_fp16, s) && o2 && cmode == 0xf)) {
7359             unallocated_encoding(s);
7360             return;
7361         }
7362     }
7363
7364     if (!fp_access_check(s)) {
7365         return;
7366     }
7367
7368     /* See AdvSIMDExpandImm() in ARM ARM */
7369     switch (cmode_3_1) {
7370     case 0: /* Replicate(Zeros(24):imm8, 2) */
7371     case 1: /* Replicate(Zeros(16):imm8:Zeros(8), 2) */
7372     case 2: /* Replicate(Zeros(8):imm8:Zeros(16), 2) */
7373     case 3: /* Replicate(imm8:Zeros(24), 2) */
7374     {
7375         int shift = cmode_3_1 * 8;
7376         imm = bitfield_replicate(abcdefgh << shift, 32);
7377         break;
7378     }
7379     case 4: /* Replicate(Zeros(8):imm8, 4) */
7380     case 5: /* Replicate(imm8:Zeros(8), 4) */
7381     {
7382         int shift = (cmode_3_1 & 0x1) * 8;
7383         imm = bitfield_replicate(abcdefgh << shift, 16);
7384         break;
7385     }
7386     case 6:
7387         if (cmode_0) {
7388             /* Replicate(Zeros(8):imm8:Ones(16), 2) */
7389             imm = (abcdefgh << 16) | 0xffff;
7390         } else {
7391             /* Replicate(Zeros(16):imm8:Ones(8), 2) */
7392             imm = (abcdefgh << 8) | 0xff;
7393         }
7394         imm = bitfield_replicate(imm, 32);
7395         break;
7396     case 7:
7397         if (!cmode_0 && !is_neg) {
7398             imm = bitfield_replicate(abcdefgh, 8);
7399         } else if (!cmode_0 && is_neg) {
7400             int i;
7401             imm = 0;
7402             for (i = 0; i < 8; i++) {
7403                 if ((abcdefgh) & (1 << i)) {
7404                     imm |= 0xffULL << (i * 8);
7405                 }
7406             }
7407         } else if (cmode_0) {
7408             if (is_neg) {
7409                 imm = (abcdefgh & 0x3f) << 48;
7410                 if (abcdefgh & 0x80) {
7411                     imm |= 0x8000000000000000ULL;
7412                 }
7413                 if (abcdefgh & 0x40) {
7414                     imm |= 0x3fc0000000000000ULL;
7415                 } else {
7416                     imm |= 0x4000000000000000ULL;
7417                 }
7418             } else {
7419                 if (o2) {
7420                     /* FMOV (vector, immediate) - half-precision */
7421                     imm = vfp_expand_imm(MO_16, abcdefgh);
7422                     /* now duplicate across the lanes */
7423                     imm = bitfield_replicate(imm, 16);
7424                 } else {
7425                     imm = (abcdefgh & 0x3f) << 19;
7426                     if (abcdefgh & 0x80) {
7427                         imm |= 0x80000000;
7428                     }
7429                     if (abcdefgh & 0x40) {
7430                         imm |= 0x3e000000;
7431                     } else {
7432                         imm |= 0x40000000;
7433                     }
7434                     imm |= (imm << 32);
7435                 }
7436             }
7437         }
7438         break;
7439     default:
7440         fprintf(stderr, "%s: cmode_3_1: %x\n", __func__, cmode_3_1);
7441         g_assert_not_reached();
7442     }
7443
7444     if (cmode_3_1 != 7 && is_neg) {
7445         imm = ~imm;
7446     }
7447
7448     if (!((cmode & 0x9) == 0x1 || (cmode & 0xd) == 0x9)) {
7449         /* MOVI or MVNI, with MVNI negation handled above.  */
7450         tcg_gen_gvec_dup64i(vec_full_reg_offset(s, rd), is_q ? 16 : 8,
7451                             vec_full_reg_size(s), imm);
7452     } else {
7453         /* ORR or BIC, with BIC negation to AND handled above.  */
7454         if (is_neg) {
7455             gen_gvec_fn2i(s, is_q, rd, rd, imm, tcg_gen_gvec_andi, MO_64);
7456         } else {
7457             gen_gvec_fn2i(s, is_q, rd, rd, imm, tcg_gen_gvec_ori, MO_64);
7458         }
7459     }
7460 }
7461
7462 /* AdvSIMD scalar copy
7463  *  31 30  29  28             21 20  16 15  14  11 10  9    5 4    0
7464  * +-----+----+-----------------+------+---+------+---+------+------+
7465  * | 0 1 | op | 1 1 1 1 0 0 0 0 | imm5 | 0 | imm4 | 1 |  Rn  |  Rd  |
7466  * +-----+----+-----------------+------+---+------+---+------+------+
7467  */
7468 static void disas_simd_scalar_copy(DisasContext *s, uint32_t insn)
7469 {
7470     int rd = extract32(insn, 0, 5);
7471     int rn = extract32(insn, 5, 5);
7472     int imm4 = extract32(insn, 11, 4);
7473     int imm5 = extract32(insn, 16, 5);
7474     int op = extract32(insn, 29, 1);
7475
7476     if (op != 0 || imm4 != 0) {
7477         unallocated_encoding(s);
7478         return;
7479     }
7480
7481     /* DUP (element, scalar) */
7482     handle_simd_dupes(s, rd, rn, imm5);
7483 }
7484
7485 /* AdvSIMD scalar pairwise
7486  *  31 30  29 28       24 23  22 21       17 16    12 11 10 9    5 4    0
7487  * +-----+---+-----------+------+-----------+--------+-----+------+------+
7488  * | 0 1 | U | 1 1 1 1 0 | size | 1 1 0 0 0 | opcode | 1 0 |  Rn  |  Rd  |
7489  * +-----+---+-----------+------+-----------+--------+-----+------+------+
7490  */
7491 static void disas_simd_scalar_pairwise(DisasContext *s, uint32_t insn)
7492 {
7493     int u = extract32(insn, 29, 1);
7494     int size = extract32(insn, 22, 2);
7495     int opcode = extract32(insn, 12, 5);
7496     int rn = extract32(insn, 5, 5);
7497     int rd = extract32(insn, 0, 5);
7498     TCGv_ptr fpst;
7499
7500     /* For some ops (the FP ones), size[1] is part of the encoding.
7501      * For ADDP strictly it is not but size[1] is always 1 for valid
7502      * encodings.
7503      */
7504     opcode |= (extract32(size, 1, 1) << 5);
7505
7506     switch (opcode) {
7507     case 0x3b: /* ADDP */
7508         if (u || size != 3) {
7509             unallocated_encoding(s);
7510             return;
7511         }
7512         if (!fp_access_check(s)) {
7513             return;
7514         }
7515
7516         fpst = NULL;
7517         break;
7518     case 0xc: /* FMAXNMP */
7519     case 0xd: /* FADDP */
7520     case 0xf: /* FMAXP */
7521     case 0x2c: /* FMINNMP */
7522     case 0x2f: /* FMINP */
7523         /* FP op, size[0] is 32 or 64 bit*/
7524         if (!u) {
7525             if (!dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
7526                 unallocated_encoding(s);
7527                 return;
7528             } else {
7529                 size = MO_16;
7530             }
7531         } else {
7532             size = extract32(size, 0, 1) ? MO_64 : MO_32;
7533         }
7534
7535         if (!fp_access_check(s)) {
7536             return;
7537         }
7538
7539         fpst = get_fpstatus_ptr(size == MO_16);
7540         break;
7541     default:
7542         unallocated_encoding(s);
7543         return;
7544     }
7545
7546     if (size == MO_64) {
7547         TCGv_i64 tcg_op1 = tcg_temp_new_i64();
7548         TCGv_i64 tcg_op2 = tcg_temp_new_i64();
7549         TCGv_i64 tcg_res = tcg_temp_new_i64();
7550
7551         read_vec_element(s, tcg_op1, rn, 0, MO_64);
7552         read_vec_element(s, tcg_op2, rn, 1, MO_64);
7553
7554         switch (opcode) {
7555         case 0x3b: /* ADDP */
7556             tcg_gen_add_i64(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2);
7557             break;
7558         case 0xc: /* FMAXNMP */
7559             gen_helper_vfp_maxnumd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
7560             break;
7561         case 0xd: /* FADDP */
7562             gen_helper_vfp_addd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
7563             break;
7564         case 0xf: /* FMAXP */
7565             gen_helper_vfp_maxd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
7566             break;
7567         case 0x2c: /* FMINNMP */
7568             gen_helper_vfp_minnumd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
7569             break;
7570         case 0x2f: /* FMINP */
7571             gen_helper_vfp_mind(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
7572             break;
7573         default:
7574             g_assert_not_reached();
7575         }
7576
7577         write_fp_dreg(s, rd, tcg_res);
7578
7579         tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
7580         tcg_temp_free_i64(tcg_op2);
7581         tcg_temp_free_i64(tcg_res);
7582     } else {
7583         TCGv_i32 tcg_op1 = tcg_temp_new_i32();
7584         TCGv_i32 tcg_op2 = tcg_temp_new_i32();
7585         TCGv_i32 tcg_res = tcg_temp_new_i32();
7586
7587         read_vec_element_i32(s, tcg_op1, rn, 0, size);
7588         read_vec_element_i32(s, tcg_op2, rn, 1, size);
7589
7590         if (size == MO_16) {
7591             switch (opcode) {
7592             case 0xc: /* FMAXNMP */
7593                 gen_helper_advsimd_maxnumh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
7594                 break;
7595             case 0xd: /* FADDP */
7596                 gen_helper_advsimd_addh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
7597                 break;
7598             case 0xf: /* FMAXP */
7599                 gen_helper_advsimd_maxh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
7600                 break;
7601             case 0x2c: /* FMINNMP */
7602                 gen_helper_advsimd_minnumh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
7603                 break;
7604             case 0x2f: /* FMINP */
7605                 gen_helper_advsimd_minh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
7606                 break;
7607             default:
7608                 g_assert_not_reached();
7609             }
7610         } else {
7611             switch (opcode) {
7612             case 0xc: /* FMAXNMP */
7613                 gen_helper_vfp_maxnums(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
7614                 break;
7615             case 0xd: /* FADDP */
7616                 gen_helper_vfp_adds(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
7617                 break;
7618             case 0xf: /* FMAXP */
7619                 gen_helper_vfp_maxs(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
7620                 break;
7621             case 0x2c: /* FMINNMP */
7622                 gen_helper_vfp_minnums(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
7623                 break;
7624             case 0x2f: /* FMINP */
7625                 gen_helper_vfp_mins(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
7626                 break;
7627             default:
7628                 g_assert_not_reached();
7629             }
7630         }
7631
7632         write_fp_sreg(s, rd, tcg_res);
7633
7634         tcg_temp_free_i32(tcg_op1);
7635         tcg_temp_free_i32(tcg_op2);
7636         tcg_temp_free_i32(tcg_res);
7637     }
7638
7639     if (fpst) {
7640         tcg_temp_free_ptr(fpst);
7641     }
7642 }
7643
7644 /*
7645  * Common SSHR[RA]/USHR[RA] - Shift right (optional rounding/accumulate)
7646  *
7647  * This code is handles the common shifting code and is used by both
7648  * the vector and scalar code.
7649  */
7650 static void handle_shri_with_rndacc(TCGv_i64 tcg_res, TCGv_i64 tcg_src,
7651                                     TCGv_i64 tcg_rnd, bool accumulate,
7652                                     bool is_u, int size, int shift)
7653 {
7654     bool extended_result = false;
7655     bool round = tcg_rnd != NULL;
7656     int ext_lshift = 0;
7657     TCGv_i64 tcg_src_hi;
7658
7659     if (round && size == 3) {
7660         extended_result = true;
7661         ext_lshift = 64 - shift;
7662         tcg_src_hi = tcg_temp_new_i64();
7663     } else if (shift == 64) {
7664         if (!accumulate && is_u) {
7665             /* result is zero */
7666             tcg_gen_movi_i64(tcg_res, 0);
7667             return;
7668         }
7669     }
7670
7671     /* Deal with the rounding step */
7672     if (round) {
7673         if (extended_result) {
7674             TCGv_i64 tcg_zero = tcg_const_i64(0);
7675             if (!is_u) {
7676                 /* take care of sign extending tcg_res */
7677                 tcg_gen_sari_i64(tcg_src_hi, tcg_src, 63);
7678                 tcg_gen_add2_i64(tcg_src, tcg_src_hi,
7679                                  tcg_src, tcg_src_hi,
7680                                  tcg_rnd, tcg_zero);
7681             } else {
7682                 tcg_gen_add2_i64(tcg_src, tcg_src_hi,
7683                                  tcg_src, tcg_zero,
7684                                  tcg_rnd, tcg_zero);
7685             }
7686             tcg_temp_free_i64(tcg_zero);
7687         } else {
7688             tcg_gen_add_i64(tcg_src, tcg_src, tcg_rnd);
7689         }
7690     }
7691
7692     /* Now do the shift right */
7693     if (round && extended_result) {
7694         /* extended case, >64 bit precision required */
7695         if (ext_lshift == 0) {
7696             /* special case, only high bits matter */
7697             tcg_gen_mov_i64(tcg_src, tcg_src_hi);
7698         } else {
7699             tcg_gen_shri_i64(tcg_src, tcg_src, shift);
7700             tcg_gen_shli_i64(tcg_src_hi, tcg_src_hi, ext_lshift);
7701             tcg_gen_or_i64(tcg_src, tcg_src, tcg_src_hi);
7702         }
7703     } else {
7704         if (is_u) {
7705             if (shift == 64) {
7706                 /* essentially shifting in 64 zeros */
7707                 tcg_gen_movi_i64(tcg_src, 0);
7708             } else {
7709                 tcg_gen_shri_i64(tcg_src, tcg_src, shift);
7710             }
7711         } else {
7712             if (shift == 64) {
7713                 /* effectively extending the sign-bit */
7714                 tcg_gen_sari_i64(tcg_src, tcg_src, 63);
7715             } else {
7716                 tcg_gen_sari_i64(tcg_src, tcg_src, shift);
7717             }
7718         }
7719     }
7720
7721     if (accumulate) {
7722         tcg_gen_add_i64(tcg_res, tcg_res, tcg_src);
7723     } else {
7724         tcg_gen_mov_i64(tcg_res, tcg_src);
7725     }
7726
7727     if (extended_result) {
7728         tcg_temp_free_i64(tcg_src_hi);
7729     }
7730 }
7731
7732 /* SSHR[RA]/USHR[RA] - Scalar shift right (optional rounding/accumulate) */
7733 static void handle_scalar_simd_shri(DisasContext *s,
7734                                     bool is_u, int immh, int immb,
7735                                     int opcode, int rn, int rd)
7736 {
7737     const int size = 3;
7738     int immhb = immh << 3 | immb;
7739     int shift = 2 * (8 << size) - immhb;
7740     bool accumulate = false;
7741     bool round = false;
7742     bool insert = false;
7743     TCGv_i64 tcg_rn;
7744     TCGv_i64 tcg_rd;
7745     TCGv_i64 tcg_round;
7746
7747     if (!extract32(immh, 3, 1)) {
7748         unallocated_encoding(s);
7749         return;
7750     }
7751
7752     if (!fp_access_check(s)) {
7753         return;
7754     }
7755
7756     switch (opcode) {
7757     case 0x02: /* SSRA / USRA (accumulate) */
7758         accumulate = true;
7759         break;
7760     case 0x04: /* SRSHR / URSHR (rounding) */
7761         round = true;
7762         break;
7763     case 0x06: /* SRSRA / URSRA (accum + rounding) */
7764         accumulate = round = true;
7765         break;
7766     case 0x08: /* SRI */
7767         insert = true;
7768         break;
7769     }
7770
7771     if (round) {
7772         uint64_t round_const = 1ULL << (shift - 1);
7773         tcg_round = tcg_const_i64(round_const);
7774     } else {
7775         tcg_round = NULL;
7776     }
7777
7778     tcg_rn = read_fp_dreg(s, rn);
7779     tcg_rd = (accumulate || insert) ? read_fp_dreg(s, rd) : tcg_temp_new_i64();
7780
7781     if (insert) {
7782         /* shift count same as element size is valid but does nothing;
7783          * special case to avoid potential shift by 64.
7784          */
7785         int esize = 8 << size;
7786         if (shift != esize) {
7787             tcg_gen_shri_i64(tcg_rn, tcg_rn, shift);
7788             tcg_gen_deposit_i64(tcg_rd, tcg_rd, tcg_rn, 0, esize - shift);
7789         }
7790     } else {
7791         handle_shri_with_rndacc(tcg_rd, tcg_rn, tcg_round,
7792                                 accumulate, is_u, size, shift);
7793     }
7794
7795     write_fp_dreg(s, rd, tcg_rd);
7796
7797     tcg_temp_free_i64(tcg_rn);
7798     tcg_temp_free_i64(tcg_rd);
7799     if (round) {
7800         tcg_temp_free_i64(tcg_round);
7801     }
7802 }
7803
7804 /* SHL/SLI - Scalar shift left */
7805 static void handle_scalar_simd_shli(DisasContext *s, bool insert,
7806                                     int immh, int immb, int opcode,
7807                                     int rn, int rd)
7808 {
7809     int size = 32 - clz32(immh) - 1;
7810     int immhb = immh << 3 | immb;
7811     int shift = immhb - (8 << size);
7812     TCGv_i64 tcg_rn = new_tmp_a64(s);
7813     TCGv_i64 tcg_rd = new_tmp_a64(s);
7814
7815     if (!extract32(immh, 3, 1)) {
7816         unallocated_encoding(s);
7817         return;
7818     }
7819
7820     if (!fp_access_check(s)) {
7821         return;
7822     }
7823
7824     tcg_rn = read_fp_dreg(s, rn);
7825     tcg_rd = insert ? read_fp_dreg(s, rd) : tcg_temp_new_i64();
7826
7827     if (insert) {
7828         tcg_gen_deposit_i64(tcg_rd, tcg_rd, tcg_rn, shift, 64 - shift);
7829     } else {
7830         tcg_gen_shli_i64(tcg_rd, tcg_rn, shift);
7831     }
7832
7833     write_fp_dreg(s, rd, tcg_rd);
7834
7835     tcg_temp_free_i64(tcg_rn);
7836     tcg_temp_free_i64(tcg_rd);
7837 }
7838
7839 /* SQSHRN/SQSHRUN - Saturating (signed/unsigned) shift right with
7840  * (signed/unsigned) narrowing */
7841 static void handle_vec_simd_sqshrn(DisasContext *s, bool is_scalar, bool is_q,
7842                                    bool is_u_shift, bool is_u_narrow,
7843                                    int immh, int immb, int opcode,
7844                                    int rn, int rd)
7845 {
7846     int immhb = immh << 3 | immb;
7847     int size = 32 - clz32(immh) - 1;
7848     int esize = 8 << size;
7849     int shift = (2 * esize) - immhb;
7850     int elements = is_scalar ? 1 : (64 / esize);
7851     bool round = extract32(opcode, 0, 1);
7852     TCGMemOp ldop = (size + 1) | (is_u_shift ? 0 : MO_SIGN);
7853     TCGv_i64 tcg_rn, tcg_rd, tcg_round;
7854     TCGv_i32 tcg_rd_narrowed;
7855     TCGv_i64 tcg_final;
7856
7857     static NeonGenNarrowEnvFn * const signed_narrow_fns[4][2] = {
7858         { gen_helper_neon_narrow_sat_s8,
7859           gen_helper_neon_unarrow_sat8 },
7860         { gen_helper_neon_narrow_sat_s16,
7861           gen_helper_neon_unarrow_sat16 },
7862         { gen_helper_neon_narrow_sat_s32,
7863           gen_helper_neon_unarrow_sat32 },
7864         { NULL, NULL },
7865     };
7866     static NeonGenNarrowEnvFn * const unsigned_narrow_fns[4] = {
7867         gen_helper_neon_narrow_sat_u8,
7868         gen_helper_neon_narrow_sat_u16,
7869         gen_helper_neon_narrow_sat_u32,
7870         NULL
7871     };
7872     NeonGenNarrowEnvFn *narrowfn;
7873
7874     int i;
7875
7876     assert(size < 4);
7877
7878     if (extract32(immh, 3, 1)) {
7879         unallocated_encoding(s);
7880         return;
7881     }
7882
7883     if (!fp_access_check(s)) {
7884         return;
7885     }
7886
7887     if (is_u_shift) {
7888         narrowfn = unsigned_narrow_fns[size];
7889     } else {
7890         narrowfn = signed_narrow_fns[size][is_u_narrow ? 1 : 0];
7891     }
7892
7893     tcg_rn = tcg_temp_new_i64();
7894     tcg_rd = tcg_temp_new_i64();
7895     tcg_rd_narrowed = tcg_temp_new_i32();
7896     tcg_final = tcg_const_i64(0);
7897
7898     if (round) {
7899         uint64_t round_const = 1ULL << (shift - 1);
7900         tcg_round = tcg_const_i64(round_const);
7901     } else {
7902         tcg_round = NULL;
7903     }
7904
7905     for (i = 0; i < elements; i++) {
7906         read_vec_element(s, tcg_rn, rn, i, ldop);
7907         handle_shri_with_rndacc(tcg_rd, tcg_rn, tcg_round,
7908                                 false, is_u_shift, size+1, shift);
7909         narrowfn(tcg_rd_narrowed, cpu_env, tcg_rd);
7910         tcg_gen_extu_i32_i64(tcg_rd, tcg_rd_narrowed);
7911         tcg_gen_deposit_i64(tcg_final, tcg_final, tcg_rd, esize * i, esize);
7912     }
7913
7914     if (!is_q) {
7915         write_vec_element(s, tcg_final, rd, 0, MO_64);
7916     } else {
7917         write_vec_element(s, tcg_final, rd, 1, MO_64);
7918     }
7919
7920     if (round) {
7921         tcg_temp_free_i64(tcg_round);
7922     }
7923     tcg_temp_free_i64(tcg_rn);
7924     tcg_temp_free_i64(tcg_rd);
7925     tcg_temp_free_i32(tcg_rd_narrowed);
7926     tcg_temp_free_i64(tcg_final);
7927
7928     clear_vec_high(s, is_q, rd);
7929 }
7930
7931 /* SQSHLU, UQSHL, SQSHL: saturating left shifts */
7932 static void handle_simd_qshl(DisasContext *s, bool scalar, bool is_q,
7933                              bool src_unsigned, bool dst_unsigned,
7934                              int immh, int immb, int rn, int rd)
7935 {
7936     int immhb = immh << 3 | immb;
7937     int size = 32 - clz32(immh) - 1;
7938     int shift = immhb - (8 << size);
7939     int pass;
7940
7941     assert(immh != 0);
7942     assert(!(scalar && is_q));
7943
7944     if (!scalar) {
7945         if (!is_q && extract32(immh, 3, 1)) {
7946             unallocated_encoding(s);
7947             return;
7948         }
7949
7950         /* Since we use the variable-shift helpers we must
7951          * replicate the shift count into each element of
7952          * the tcg_shift value.
7953          */
7954         switch (size) {
7955         case 0:
7956             shift |= shift << 8;
7957             /* fall through */
7958         case 1:
7959             shift |= shift << 16;
7960             break;
7961         case 2:
7962         case 3:
7963             break;
7964         default:
7965             g_assert_not_reached();
7966         }
7967     }
7968
7969     if (!fp_access_check(s)) {
7970         return;
7971     }
7972
7973     if (size == 3) {
7974         TCGv_i64 tcg_shift = tcg_const_i64(shift);
7975         static NeonGenTwo64OpEnvFn * const fns[2][2] = {
7976             { gen_helper_neon_qshl_s64, gen_helper_neon_qshlu_s64 },
7977             { NULL, gen_helper_neon_qshl_u64 },
7978         };
7979         NeonGenTwo64OpEnvFn *genfn = fns[src_unsigned][dst_unsigned];
7980         int maxpass = is_q ? 2 : 1;
7981
7982         for (pass = 0; pass < maxpass; pass++) {
7983             TCGv_i64 tcg_op = tcg_temp_new_i64();
7984
7985             read_vec_element(s, tcg_op, rn, pass, MO_64);
7986             genfn(tcg_op, cpu_env, tcg_op, tcg_shift);
7987             write_vec_element(s, tcg_op, rd, pass, MO_64);
7988
7989             tcg_temp_free_i64(tcg_op);
7990         }
7991         tcg_temp_free_i64(tcg_shift);
7992         clear_vec_high(s, is_q, rd);
7993     } else {
7994         TCGv_i32 tcg_shift = tcg_const_i32(shift);
7995         static NeonGenTwoOpEnvFn * const fns[2][2][3] = {
7996             {
7997                 { gen_helper_neon_qshl_s8,
7998                   gen_helper_neon_qshl_s16,
7999                   gen_helper_neon_qshl_s32 },
8000                 { gen_helper_neon_qshlu_s8,
8001                   gen_helper_neon_qshlu_s16,
8002                   gen_helper_neon_qshlu_s32 }
8003             }, {
8004                 { NULL, NULL, NULL },
8005                 { gen_helper_neon_qshl_u8,
8006                   gen_helper_neon_qshl_u16,
8007                   gen_helper_neon_qshl_u32 }
8008             }
8009         };
8010         NeonGenTwoOpEnvFn *genfn = fns[src_unsigned][dst_unsigned][size];
8011         TCGMemOp memop = scalar ? size : MO_32;
8012         int maxpass = scalar ? 1 : is_q ? 4 : 2;
8013
8014         for (pass = 0; pass < maxpass; pass++) {
8015             TCGv_i32 tcg_op = tcg_temp_new_i32();
8016
8017             read_vec_element_i32(s, tcg_op, rn, pass, memop);
8018             genfn(tcg_op, cpu_env, tcg_op, tcg_shift);
8019             if (scalar) {
8020                 switch (size) {
8021                 case 0:
8022                     tcg_gen_ext8u_i32(tcg_op, tcg_op);
8023                     break;
8024                 case 1:
8025                     tcg_gen_ext16u_i32(tcg_op, tcg_op);
8026                     break;
8027                 case 2:
8028                     break;
8029                 default:
8030                     g_assert_not_reached();
8031                 }
8032                 write_fp_sreg(s, rd, tcg_op);
8033             } else {
8034                 write_vec_element_i32(s, tcg_op, rd, pass, MO_32);
8035             }
8036
8037             tcg_temp_free_i32(tcg_op);
8038         }
8039         tcg_temp_free_i32(tcg_shift);
8040
8041         if (!scalar) {
8042             clear_vec_high(s, is_q, rd);
8043         }
8044     }
8045 }
8046
8047 /* Common vector code for handling integer to FP conversion */
8048 static void handle_simd_intfp_conv(DisasContext *s, int rd, int rn,
8049                                    int elements, int is_signed,
8050                                    int fracbits, int size)
8051 {
8052     TCGv_ptr tcg_fpst = get_fpstatus_ptr(size == MO_16);
8053     TCGv_i32 tcg_shift = NULL;
8054
8055     TCGMemOp mop = size | (is_signed ? MO_SIGN : 0);
8056     int pass;
8057
8058     if (fracbits || size == MO_64) {
8059         tcg_shift = tcg_const_i32(fracbits);
8060     }
8061
8062     if (size == MO_64) {
8063         TCGv_i64 tcg_int64 = tcg_temp_new_i64();
8064         TCGv_i64 tcg_double = tcg_temp_new_i64();
8065
8066         for (pass = 0; pass < elements; pass++) {
8067             read_vec_element(s, tcg_int64, rn, pass, mop);
8068
8069             if (is_signed) {
8070                 gen_helper_vfp_sqtod(tcg_double, tcg_int64,
8071                                      tcg_shift, tcg_fpst);
8072             } else {
8073                 gen_helper_vfp_uqtod(tcg_double, tcg_int64,
8074                                      tcg_shift, tcg_fpst);
8075             }
8076             if (elements == 1) {
8077                 write_fp_dreg(s, rd, tcg_double);
8078             } else {
8079                 write_vec_element(s, tcg_double, rd, pass, MO_64);
8080             }
8081         }
8082
8083         tcg_temp_free_i64(tcg_int64);
8084         tcg_temp_free_i64(tcg_double);
8085
8086     } else {
8087         TCGv_i32 tcg_int32 = tcg_temp_new_i32();
8088         TCGv_i32 tcg_float = tcg_temp_new_i32();
8089
8090         for (pass = 0; pass < elements; pass++) {
8091             read_vec_element_i32(s, tcg_int32, rn, pass, mop);
8092
8093             switch (size) {
8094             case MO_32:
8095                 if (fracbits) {
8096                     if (is_signed) {
8097                         gen_helper_vfp_sltos(tcg_float, tcg_int32,
8098                                              tcg_shift, tcg_fpst);
8099                     } else {
8100                         gen_helper_vfp_ultos(tcg_float, tcg_int32,
8101                                              tcg_shift, tcg_fpst);
8102                     }
8103                 } else {
8104                     if (is_signed) {
8105                         gen_helper_vfp_sitos(tcg_float, tcg_int32, tcg_fpst);
8106                     } else {
8107                         gen_helper_vfp_uitos(tcg_float, tcg_int32, tcg_fpst);
8108                     }
8109                 }
8110                 break;
8111             case MO_16:
8112                 if (fracbits) {
8113                     if (is_signed) {
8114                         gen_helper_vfp_sltoh(tcg_float, tcg_int32,
8115                                              tcg_shift, tcg_fpst);
8116                     } else {
8117                         gen_helper_vfp_ultoh(tcg_float, tcg_int32,
8118                                              tcg_shift, tcg_fpst);
8119                     }
8120                 } else {
8121                     if (is_signed) {
8122                         gen_helper_vfp_sitoh(tcg_float, tcg_int32, tcg_fpst);
8123                     } else {
8124                         gen_helper_vfp_uitoh(tcg_float, tcg_int32, tcg_fpst);
8125                     }
8126                 }
8127                 break;
8128             default:
8129                 g_assert_not_reached();
8130             }
8131
8132             if (elements == 1) {
8133                 write_fp_sreg(s, rd, tcg_float);
8134             } else {
8135                 write_vec_element_i32(s, tcg_float, rd, pass, size);
8136             }
8137         }
8138
8139         tcg_temp_free_i32(tcg_int32);
8140         tcg_temp_free_i32(tcg_float);
8141     }
8142
8143     tcg_temp_free_ptr(tcg_fpst);
8144     if (tcg_shift) {
8145         tcg_temp_free_i32(tcg_shift);
8146     }
8147
8148     clear_vec_high(s, elements << size == 16, rd);
8149 }
8150
8151 /* UCVTF/SCVTF - Integer to FP conversion */
8152 static void handle_simd_shift_intfp_conv(DisasContext *s, bool is_scalar,
8153                                          bool is_q, bool is_u,
8154                                          int immh, int immb, int opcode,
8155                                          int rn, int rd)
8156 {
8157     int size, elements, fracbits;
8158     int immhb = immh << 3 | immb;
8159
8160     if (immh & 8) {
8161         size = MO_64;
8162         if (!is_scalar && !is_q) {
8163             unallocated_encoding(s);
8164             return;
8165         }
8166     } else if (immh & 4) {
8167         size = MO_32;
8168     } else if (immh & 2) {
8169         size = MO_16;
8170         if (!dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
8171             unallocated_encoding(s);
8172             return;
8173         }
8174     } else {
8175         /* immh == 0 would be a failure of the decode logic */
8176         g_assert(immh == 1);
8177         unallocated_encoding(s);
8178         return;
8179     }
8180
8181     if (is_scalar) {
8182         elements = 1;
8183     } else {
8184         elements = (8 << is_q) >> size;
8185     }
8186     fracbits = (16 << size) - immhb;
8187
8188     if (!fp_access_check(s)) {
8189         return;
8190     }
8191
8192     handle_simd_intfp_conv(s, rd, rn, elements, !is_u, fracbits, size);
8193 }
8194
8195 /* FCVTZS, FVCVTZU - FP to fixedpoint conversion */
8196 static void handle_simd_shift_fpint_conv(DisasContext *s, bool is_scalar,
8197                                          bool is_q, bool is_u,
8198                                          int immh, int immb, int rn, int rd)
8199 {
8200     int immhb = immh << 3 | immb;
8201     int pass, size, fracbits;
8202     TCGv_ptr tcg_fpstatus;
8203     TCGv_i32 tcg_rmode, tcg_shift;
8204
8205     if (immh & 0x8) {
8206         size = MO_64;
8207         if (!is_scalar && !is_q) {
8208             unallocated_encoding(s);
8209             return;
8210         }
8211     } else if (immh & 0x4) {
8212         size = MO_32;
8213     } else if (immh & 0x2) {
8214         size = MO_16;
8215         if (!dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
8216             unallocated_encoding(s);
8217             return;
8218         }
8219     } else {
8220         /* Should have split out AdvSIMD modified immediate earlier.  */
8221         assert(immh == 1);
8222         unallocated_encoding(s);
8223         return;
8224     }
8225
8226     if (!fp_access_check(s)) {
8227         return;
8228     }
8229
8230     assert(!(is_scalar && is_q));
8231
8232     tcg_rmode = tcg_const_i32(arm_rmode_to_sf(FPROUNDING_ZERO));
8233     tcg_fpstatus = get_fpstatus_ptr(size == MO_16);
8234     gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, tcg_fpstatus);
8235     fracbits = (16 << size) - immhb;
8236     tcg_shift = tcg_const_i32(fracbits);
8237
8238     if (size == MO_64) {
8239         int maxpass = is_scalar ? 1 : 2;
8240
8241         for (pass = 0; pass < maxpass; pass++) {
8242             TCGv_i64 tcg_op = tcg_temp_new_i64();
8243
8244             read_vec_element(s, tcg_op, rn, pass, MO_64);
8245             if (is_u) {
8246                 gen_helper_vfp_touqd(tcg_op, tcg_op, tcg_shift, tcg_fpstatus);
8247             } else {
8248                 gen_helper_vfp_tosqd(tcg_op, tcg_op, tcg_shift, tcg_fpstatus);
8249             }
8250             write_vec_element(s, tcg_op, rd, pass, MO_64);
8251             tcg_temp_free_i64(tcg_op);
8252         }
8253         clear_vec_high(s, is_q, rd);
8254     } else {
8255         void (*fn)(TCGv_i32, TCGv_i32, TCGv_i32, TCGv_ptr);
8256         int maxpass = is_scalar ? 1 : ((8 << is_q) >> size);
8257
8258         switch (size) {
8259         case MO_16:
8260             if (is_u) {
8261                 fn = gen_helper_vfp_touhh;
8262             } else {
8263                 fn = gen_helper_vfp_toshh;
8264             }
8265             break;
8266         case MO_32:
8267             if (is_u) {
8268                 fn = gen_helper_vfp_touls;
8269             } else {
8270                 fn = gen_helper_vfp_tosls;
8271             }
8272             break;
8273         default:
8274             g_assert_not_reached();
8275         }
8276
8277         for (pass = 0; pass < maxpass; pass++) {
8278             TCGv_i32 tcg_op = tcg_temp_new_i32();
8279
8280             read_vec_element_i32(s, tcg_op, rn, pass, size);
8281             fn(tcg_op, tcg_op, tcg_shift, tcg_fpstatus);
8282             if (is_scalar) {
8283                 write_fp_sreg(s, rd, tcg_op);
8284             } else {
8285                 write_vec_element_i32(s, tcg_op, rd, pass, size);
8286             }
8287             tcg_temp_free_i32(tcg_op);
8288         }
8289         if (!is_scalar) {
8290             clear_vec_high(s, is_q, rd);
8291         }
8292     }
8293
8294     tcg_temp_free_ptr(tcg_fpstatus);
8295     tcg_temp_free_i32(tcg_shift);
8296     gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, tcg_fpstatus);
8297     tcg_temp_free_i32(tcg_rmode);
8298 }
8299
8300 /* AdvSIMD scalar shift by immediate
8301  *  31 30  29 28         23 22  19 18  16 15    11  10 9    5 4    0
8302  * +-----+---+-------------+------+------+--------+---+------+------+
8303  * | 0 1 | U | 1 1 1 1 1 0 | immh | immb | opcode | 1 |  Rn  |  Rd  |
8304  * +-----+---+-------------+------+------+--------+---+------+------+
8305  *
8306  * This is the scalar version so it works on a fixed sized registers
8307  */
8308 static void disas_simd_scalar_shift_imm(DisasContext *s, uint32_t insn)
8309 {
8310     int rd = extract32(insn, 0, 5);
8311     int rn = extract32(insn, 5, 5);
8312     int opcode = extract32(insn, 11, 5);
8313     int immb = extract32(insn, 16, 3);
8314     int immh = extract32(insn, 19, 4);
8315     bool is_u = extract32(insn, 29, 1);
8316
8317     if (immh == 0) {
8318         unallocated_encoding(s);
8319         return;
8320     }
8321
8322     switch (opcode) {
8323     case 0x08: /* SRI */
8324         if (!is_u) {
8325             unallocated_encoding(s);
8326             return;
8327         }
8328         /* fall through */
8329     case 0x00: /* SSHR / USHR */
8330     case 0x02: /* SSRA / USRA */
8331     case 0x04: /* SRSHR / URSHR */
8332     case 0x06: /* SRSRA / URSRA */
8333         handle_scalar_simd_shri(s, is_u, immh, immb, opcode, rn, rd);
8334         break;
8335     case 0x0a: /* SHL / SLI */
8336         handle_scalar_simd_shli(s, is_u, immh, immb, opcode, rn, rd);
8337         break;
8338     case 0x1c: /* SCVTF, UCVTF */
8339         handle_simd_shift_intfp_conv(s, true, false, is_u, immh, immb,
8340                                      opcode, rn, rd);
8341         break;
8342     case 0x10: /* SQSHRUN, SQSHRUN2 */
8343     case 0x11: /* SQRSHRUN, SQRSHRUN2 */
8344         if (!is_u) {
8345             unallocated_encoding(s);
8346             return;
8347         }
8348         handle_vec_simd_sqshrn(s, true, false, false, true,
8349                                immh, immb, opcode, rn, rd);
8350         break;
8351     case 0x12: /* SQSHRN, SQSHRN2, UQSHRN */
8352     case 0x13: /* SQRSHRN, SQRSHRN2, UQRSHRN, UQRSHRN2 */
8353         handle_vec_simd_sqshrn(s, true, false, is_u, is_u,
8354                                immh, immb, opcode, rn, rd);
8355         break;
8356     case 0xc: /* SQSHLU */
8357         if (!is_u) {
8358             unallocated_encoding(s);
8359             return;
8360         }
8361         handle_simd_qshl(s, true, false, false, true, immh, immb, rn, rd);
8362         break;
8363     case 0xe: /* SQSHL, UQSHL */
8364         handle_simd_qshl(s, true, false, is_u, is_u, immh, immb, rn, rd);
8365         break;
8366     case 0x1f: /* FCVTZS, FCVTZU */
8367         handle_simd_shift_fpint_conv(s, true, false, is_u, immh, immb, rn, rd);
8368         break;
8369     default:
8370         unallocated_encoding(s);
8371         break;
8372     }
8373 }
8374
8375 /* AdvSIMD scalar three different
8376  *  31 30  29 28       24 23  22  21 20  16 15    12 11 10 9    5 4    0
8377  * +-----+---+-----------+------+---+------+--------+-----+------+------+
8378  * | 0 1 | U | 1 1 1 1 0 | size | 1 |  Rm  | opcode | 0 0 |  Rn  |  Rd  |
8379  * +-----+---+-----------+------+---+------+--------+-----+------+------+
8380  */
8381 static void disas_simd_scalar_three_reg_diff(DisasContext *s, uint32_t insn)
8382 {
8383     bool is_u = extract32(insn, 29, 1);
8384     int size = extract32(insn, 22, 2);
8385     int opcode = extract32(insn, 12, 4);
8386     int rm = extract32(insn, 16, 5);
8387     int rn = extract32(insn, 5, 5);
8388     int rd = extract32(insn, 0, 5);
8389
8390     if (is_u) {
8391         unallocated_encoding(s);
8392         return;
8393     }
8394
8395     switch (opcode) {
8396     case 0x9: /* SQDMLAL, SQDMLAL2 */
8397     case 0xb: /* SQDMLSL, SQDMLSL2 */
8398     case 0xd: /* SQDMULL, SQDMULL2 */
8399         if (size == 0 || size == 3) {
8400             unallocated_encoding(s);
8401             return;
8402         }
8403         break;
8404     default:
8405         unallocated_encoding(s);
8406         return;
8407     }
8408
8409     if (!fp_access_check(s)) {
8410         return;
8411     }
8412
8413     if (size == 2) {
8414         TCGv_i64 tcg_op1 = tcg_temp_new_i64();
8415         TCGv_i64 tcg_op2 = tcg_temp_new_i64();
8416         TCGv_i64 tcg_res = tcg_temp_new_i64();
8417
8418         read_vec_element(s, tcg_op1, rn, 0, MO_32 | MO_SIGN);
8419         read_vec_element(s, tcg_op2, rm, 0, MO_32 | MO_SIGN);
8420
8421         tcg_gen_mul_i64(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2);
8422         gen_helper_neon_addl_saturate_s64(tcg_res, cpu_env, tcg_res, tcg_res);
8423
8424         switch (opcode) {
8425         case 0xd: /* SQDMULL, SQDMULL2 */
8426             break;
8427         case 0xb: /* SQDMLSL, SQDMLSL2 */
8428             tcg_gen_neg_i64(tcg_res, tcg_res);
8429             /* fall through */
8430         case 0x9: /* SQDMLAL, SQDMLAL2 */
8431             read_vec_element(s, tcg_op1, rd, 0, MO_64);
8432             gen_helper_neon_addl_saturate_s64(tcg_res, cpu_env,
8433                                               tcg_res, tcg_op1);
8434             break;
8435         default:
8436             g_assert_not_reached();
8437         }
8438
8439         write_fp_dreg(s, rd, tcg_res);
8440
8441         tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
8442         tcg_temp_free_i64(tcg_op2);
8443         tcg_temp_free_i64(tcg_res);
8444     } else {
8445         TCGv_i32 tcg_op1 = read_fp_hreg(s, rn);
8446         TCGv_i32 tcg_op2 = read_fp_hreg(s, rm);
8447         TCGv_i64 tcg_res = tcg_temp_new_i64();
8448
8449         gen_helper_neon_mull_s16(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2);
8450         gen_helper_neon_addl_saturate_s32(tcg_res, cpu_env, tcg_res, tcg_res);
8451
8452         switch (opcode) {
8453         case 0xd: /* SQDMULL, SQDMULL2 */
8454             break;
8455         case 0xb: /* SQDMLSL, SQDMLSL2 */
8456             gen_helper_neon_negl_u32(tcg_res, tcg_res);
8457             /* fall through */
8458         case 0x9: /* SQDMLAL, SQDMLAL2 */
8459         {
8460             TCGv_i64 tcg_op3 = tcg_temp_new_i64();
8461             read_vec_element(s, tcg_op3, rd, 0, MO_32);
8462             gen_helper_neon_addl_saturate_s32(tcg_res, cpu_env,
8463                                               tcg_res, tcg_op3);
8464             tcg_temp_free_i64(tcg_op3);
8465             break;
8466         }
8467         default:
8468             g_assert_not_reached();
8469         }
8470
8471         tcg_gen_ext32u_i64(tcg_res, tcg_res);
8472         write_fp_dreg(s, rd, tcg_res);
8473
8474         tcg_temp_free_i32(tcg_op1);
8475         tcg_temp_free_i32(tcg_op2);
8476         tcg_temp_free_i64(tcg_res);
8477     }
8478 }
8479
8480 static void handle_3same_64(DisasContext *s, int opcode, bool u,
8481                             TCGv_i64 tcg_rd, TCGv_i64 tcg_rn, TCGv_i64 tcg_rm)
8482 {
8483     /* Handle 64x64->64 opcodes which are shared between the scalar
8484      * and vector 3-same groups. We cover every opcode where size == 3
8485      * is valid in either the three-reg-same (integer, not pairwise)
8486      * or scalar-three-reg-same groups.
8487      */
8488     TCGCond cond;
8489
8490     switch (opcode) {
8491     case 0x1: /* SQADD */
8492         if (u) {
8493             gen_helper_neon_qadd_u64(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rm);
8494         } else {
8495             gen_helper_neon_qadd_s64(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rm);
8496         }
8497         break;
8498     case 0x5: /* SQSUB */
8499         if (u) {
8500             gen_helper_neon_qsub_u64(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rm);
8501         } else {
8502             gen_helper_neon_qsub_s64(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rm);
8503         }
8504         break;
8505     case 0x6: /* CMGT, CMHI */
8506         /* 64 bit integer comparison, result = test ? (2^64 - 1) : 0.
8507          * We implement this using setcond (test) and then negating.
8508          */
8509         cond = u ? TCG_COND_GTU : TCG_COND_GT;
8510     do_cmop:
8511         tcg_gen_setcond_i64(cond, tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
8512         tcg_gen_neg_i64(tcg_rd, tcg_rd);
8513         break;
8514     case 0x7: /* CMGE, CMHS */
8515         cond = u ? TCG_COND_GEU : TCG_COND_GE;
8516         goto do_cmop;
8517     case 0x11: /* CMTST, CMEQ */
8518         if (u) {
8519             cond = TCG_COND_EQ;
8520             goto do_cmop;
8521         }
8522         gen_cmtst_i64(tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
8523         break;
8524     case 0x8: /* SSHL, USHL */
8525         if (u) {
8526             gen_helper_neon_shl_u64(tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
8527         } else {
8528             gen_helper_neon_shl_s64(tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
8529         }
8530         break;
8531     case 0x9: /* SQSHL, UQSHL */
8532         if (u) {
8533             gen_helper_neon_qshl_u64(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rm);
8534         } else {
8535             gen_helper_neon_qshl_s64(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rm);
8536         }
8537         break;
8538     case 0xa: /* SRSHL, URSHL */
8539         if (u) {
8540             gen_helper_neon_rshl_u64(tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
8541         } else {
8542             gen_helper_neon_rshl_s64(tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
8543         }
8544         break;
8545     case 0xb: /* SQRSHL, UQRSHL */
8546         if (u) {
8547             gen_helper_neon_qrshl_u64(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rm);
8548         } else {
8549             gen_helper_neon_qrshl_s64(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rm);
8550         }
8551         break;
8552     case 0x10: /* ADD, SUB */
8553         if (u) {
8554             tcg_gen_sub_i64(tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
8555         } else {
8556             tcg_gen_add_i64(tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
8557         }
8558         break;
8559     default:
8560         g_assert_not_reached();
8561     }
8562 }
8563
8564 /* Handle the 3-same-operands float operations; shared by the scalar
8565  * and vector encodings. The caller must filter out any encodings
8566  * not allocated for the encoding it is dealing with.
8567  */
8568 static void handle_3same_float(DisasContext *s, int size, int elements,
8569                                int fpopcode, int rd, int rn, int rm)
8570 {
8571     int pass;
8572     TCGv_ptr fpst = get_fpstatus_ptr(false);
8573
8574     for (pass = 0; pass < elements; pass++) {
8575         if (size) {
8576             /* Double */
8577             TCGv_i64 tcg_op1 = tcg_temp_new_i64();
8578             TCGv_i64 tcg_op2 = tcg_temp_new_i64();
8579             TCGv_i64 tcg_res = tcg_temp_new_i64();
8580
8581             read_vec_element(s, tcg_op1, rn, pass, MO_64);
8582             read_vec_element(s, tcg_op2, rm, pass, MO_64);
8583
8584             switch (fpopcode) {
8585             case 0x39: /* FMLS */
8586                 /* As usual for ARM, separate negation for fused multiply-add */
8587                 gen_helper_vfp_negd(tcg_op1, tcg_op1);
8588                 /* fall through */
8589             case 0x19: /* FMLA */
8590                 read_vec_element(s, tcg_res, rd, pass, MO_64);
8591                 gen_helper_vfp_muladdd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2,
8592                                        tcg_res, fpst);
8593                 break;
8594             case 0x18: /* FMAXNM */
8595                 gen_helper_vfp_maxnumd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8596                 break;
8597             case 0x1a: /* FADD */
8598                 gen_helper_vfp_addd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8599                 break;
8600             case 0x1b: /* FMULX */
8601                 gen_helper_vfp_mulxd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8602                 break;
8603             case 0x1c: /* FCMEQ */
8604                 gen_helper_neon_ceq_f64(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8605                 break;
8606             case 0x1e: /* FMAX */
8607                 gen_helper_vfp_maxd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8608                 break;
8609             case 0x1f: /* FRECPS */
8610                 gen_helper_recpsf_f64(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8611                 break;
8612             case 0x38: /* FMINNM */
8613                 gen_helper_vfp_minnumd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8614                 break;
8615             case 0x3a: /* FSUB */
8616                 gen_helper_vfp_subd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8617                 break;
8618             case 0x3e: /* FMIN */
8619                 gen_helper_vfp_mind(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8620                 break;
8621             case 0x3f: /* FRSQRTS */
8622                 gen_helper_rsqrtsf_f64(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8623                 break;
8624             case 0x5b: /* FMUL */
8625                 gen_helper_vfp_muld(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8626                 break;
8627             case 0x5c: /* FCMGE */
8628                 gen_helper_neon_cge_f64(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8629                 break;
8630             case 0x5d: /* FACGE */
8631                 gen_helper_neon_acge_f64(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8632                 break;
8633             case 0x5f: /* FDIV */
8634                 gen_helper_vfp_divd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8635                 break;
8636             case 0x7a: /* FABD */
8637                 gen_helper_vfp_subd(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8638                 gen_helper_vfp_absd(tcg_res, tcg_res);
8639                 break;
8640             case 0x7c: /* FCMGT */
8641                 gen_helper_neon_cgt_f64(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8642                 break;
8643             case 0x7d: /* FACGT */
8644                 gen_helper_neon_acgt_f64(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8645                 break;
8646             default:
8647                 g_assert_not_reached();
8648             }
8649
8650             write_vec_element(s, tcg_res, rd, pass, MO_64);
8651
8652             tcg_temp_free_i64(tcg_res);
8653             tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
8654             tcg_temp_free_i64(tcg_op2);
8655         } else {
8656             /* Single */
8657             TCGv_i32 tcg_op1 = tcg_temp_new_i32();
8658             TCGv_i32 tcg_op2 = tcg_temp_new_i32();
8659             TCGv_i32 tcg_res = tcg_temp_new_i32();
8660
8661             read_vec_element_i32(s, tcg_op1, rn, pass, MO_32);
8662             read_vec_element_i32(s, tcg_op2, rm, pass, MO_32);
8663
8664             switch (fpopcode) {
8665             case 0x39: /* FMLS */
8666                 /* As usual for ARM, separate negation for fused multiply-add */
8667                 gen_helper_vfp_negs(tcg_op1, tcg_op1);
8668                 /* fall through */
8669             case 0x19: /* FMLA */
8670                 read_vec_element_i32(s, tcg_res, rd, pass, MO_32);
8671                 gen_helper_vfp_muladds(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2,
8672                                        tcg_res, fpst);
8673                 break;
8674             case 0x1a: /* FADD */
8675                 gen_helper_vfp_adds(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8676                 break;
8677             case 0x1b: /* FMULX */
8678                 gen_helper_vfp_mulxs(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8679                 break;
8680             case 0x1c: /* FCMEQ */
8681                 gen_helper_neon_ceq_f32(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8682                 break;
8683             case 0x1e: /* FMAX */
8684                 gen_helper_vfp_maxs(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8685                 break;
8686             case 0x1f: /* FRECPS */
8687                 gen_helper_recpsf_f32(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8688                 break;
8689             case 0x18: /* FMAXNM */
8690                 gen_helper_vfp_maxnums(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8691                 break;
8692             case 0x38: /* FMINNM */
8693                 gen_helper_vfp_minnums(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8694                 break;
8695             case 0x3a: /* FSUB */
8696                 gen_helper_vfp_subs(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8697                 break;
8698             case 0x3e: /* FMIN */
8699                 gen_helper_vfp_mins(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8700                 break;
8701             case 0x3f: /* FRSQRTS */
8702                 gen_helper_rsqrtsf_f32(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8703                 break;
8704             case 0x5b: /* FMUL */
8705                 gen_helper_vfp_muls(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8706                 break;
8707             case 0x5c: /* FCMGE */
8708                 gen_helper_neon_cge_f32(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8709                 break;
8710             case 0x5d: /* FACGE */
8711                 gen_helper_neon_acge_f32(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8712                 break;
8713             case 0x5f: /* FDIV */
8714                 gen_helper_vfp_divs(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8715                 break;
8716             case 0x7a: /* FABD */
8717                 gen_helper_vfp_subs(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8718                 gen_helper_vfp_abss(tcg_res, tcg_res);
8719                 break;
8720             case 0x7c: /* FCMGT */
8721                 gen_helper_neon_cgt_f32(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8722                 break;
8723             case 0x7d: /* FACGT */
8724                 gen_helper_neon_acgt_f32(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8725                 break;
8726             default:
8727                 g_assert_not_reached();
8728             }
8729
8730             if (elements == 1) {
8731                 /* scalar single so clear high part */
8732                 TCGv_i64 tcg_tmp = tcg_temp_new_i64();
8733
8734                 tcg_gen_extu_i32_i64(tcg_tmp, tcg_res);
8735                 write_vec_element(s, tcg_tmp, rd, pass, MO_64);
8736                 tcg_temp_free_i64(tcg_tmp);
8737             } else {
8738                 write_vec_element_i32(s, tcg_res, rd, pass, MO_32);
8739             }
8740
8741             tcg_temp_free_i32(tcg_res);
8742             tcg_temp_free_i32(tcg_op1);
8743             tcg_temp_free_i32(tcg_op2);
8744         }
8745     }
8746
8747     tcg_temp_free_ptr(fpst);
8748
8749     clear_vec_high(s, elements * (size ? 8 : 4) > 8, rd);
8750 }
8751
8752 /* AdvSIMD scalar three same
8753  *  31 30  29 28       24 23  22  21 20  16 15    11  10 9    5 4    0
8754  * +-----+---+-----------+------+---+------+--------+---+------+------+
8755  * | 0 1 | U | 1 1 1 1 0 | size | 1 |  Rm  | opcode | 1 |  Rn  |  Rd  |
8756  * +-----+---+-----------+------+---+------+--------+---+------+------+
8757  */
8758 static void disas_simd_scalar_three_reg_same(DisasContext *s, uint32_t insn)
8759 {
8760     int rd = extract32(insn, 0, 5);
8761     int rn = extract32(insn, 5, 5);
8762     int opcode = extract32(insn, 11, 5);
8763     int rm = extract32(insn, 16, 5);
8764     int size = extract32(insn, 22, 2);
8765     bool u = extract32(insn, 29, 1);
8766     TCGv_i64 tcg_rd;
8767
8768     if (opcode >= 0x18) {
8769         /* Floating point: U, size[1] and opcode indicate operation */
8770         int fpopcode = opcode | (extract32(size, 1, 1) << 5) | (u << 6);
8771         switch (fpopcode) {
8772         case 0x1b: /* FMULX */
8773         case 0x1f: /* FRECPS */
8774         case 0x3f: /* FRSQRTS */
8775         case 0x5d: /* FACGE */
8776         case 0x7d: /* FACGT */
8777         case 0x1c: /* FCMEQ */
8778         case 0x5c: /* FCMGE */
8779         case 0x7c: /* FCMGT */
8780         case 0x7a: /* FABD */
8781             break;
8782         default:
8783             unallocated_encoding(s);
8784             return;
8785         }
8786
8787         if (!fp_access_check(s)) {
8788             return;
8789         }
8790
8791         handle_3same_float(s, extract32(size, 0, 1), 1, fpopcode, rd, rn, rm);
8792         return;
8793     }
8794
8795     switch (opcode) {
8796     case 0x1: /* SQADD, UQADD */
8797     case 0x5: /* SQSUB, UQSUB */
8798     case 0x9: /* SQSHL, UQSHL */
8799     case 0xb: /* SQRSHL, UQRSHL */
8800         break;
8801     case 0x8: /* SSHL, USHL */
8802     case 0xa: /* SRSHL, URSHL */
8803     case 0x6: /* CMGT, CMHI */
8804     case 0x7: /* CMGE, CMHS */
8805     case 0x11: /* CMTST, CMEQ */
8806     case 0x10: /* ADD, SUB (vector) */
8807         if (size != 3) {
8808             unallocated_encoding(s);
8809             return;
8810         }
8811         break;
8812     case 0x16: /* SQDMULH, SQRDMULH (vector) */
8813         if (size != 1 && size != 2) {
8814             unallocated_encoding(s);
8815             return;
8816         }
8817         break;
8818     default:
8819         unallocated_encoding(s);
8820         return;
8821     }
8822
8823     if (!fp_access_check(s)) {
8824         return;
8825     }
8826
8827     tcg_rd = tcg_temp_new_i64();
8828
8829     if (size == 3) {
8830         TCGv_i64 tcg_rn = read_fp_dreg(s, rn);
8831         TCGv_i64 tcg_rm = read_fp_dreg(s, rm);
8832
8833         handle_3same_64(s, opcode, u, tcg_rd, tcg_rn, tcg_rm);
8834         tcg_temp_free_i64(tcg_rn);
8835         tcg_temp_free_i64(tcg_rm);
8836     } else {
8837         /* Do a single operation on the lowest element in the vector.
8838          * We use the standard Neon helpers and rely on 0 OP 0 == 0 with
8839          * no side effects for all these operations.
8840          * OPTME: special-purpose helpers would avoid doing some
8841          * unnecessary work in the helper for the 8 and 16 bit cases.
8842          */
8843         NeonGenTwoOpEnvFn *genenvfn;
8844         TCGv_i32 tcg_rn = tcg_temp_new_i32();
8845         TCGv_i32 tcg_rm = tcg_temp_new_i32();
8846         TCGv_i32 tcg_rd32 = tcg_temp_new_i32();
8847
8848         read_vec_element_i32(s, tcg_rn, rn, 0, size);
8849         read_vec_element_i32(s, tcg_rm, rm, 0, size);
8850
8851         switch (opcode) {
8852         case 0x1: /* SQADD, UQADD */
8853         {
8854             static NeonGenTwoOpEnvFn * const fns[3][2] = {
8855                 { gen_helper_neon_qadd_s8, gen_helper_neon_qadd_u8 },
8856                 { gen_helper_neon_qadd_s16, gen_helper_neon_qadd_u16 },
8857                 { gen_helper_neon_qadd_s32, gen_helper_neon_qadd_u32 },
8858             };
8859             genenvfn = fns[size][u];
8860             break;
8861         }
8862         case 0x5: /* SQSUB, UQSUB */
8863         {
8864             static NeonGenTwoOpEnvFn * const fns[3][2] = {
8865                 { gen_helper_neon_qsub_s8, gen_helper_neon_qsub_u8 },
8866                 { gen_helper_neon_qsub_s16, gen_helper_neon_qsub_u16 },
8867                 { gen_helper_neon_qsub_s32, gen_helper_neon_qsub_u32 },
8868             };
8869             genenvfn = fns[size][u];
8870             break;
8871         }
8872         case 0x9: /* SQSHL, UQSHL */
8873         {
8874             static NeonGenTwoOpEnvFn * const fns[3][2] = {
8875                 { gen_helper_neon_qshl_s8, gen_helper_neon_qshl_u8 },
8876                 { gen_helper_neon_qshl_s16, gen_helper_neon_qshl_u16 },
8877                 { gen_helper_neon_qshl_s32, gen_helper_neon_qshl_u32 },
8878             };
8879             genenvfn = fns[size][u];
8880             break;
8881         }
8882         case 0xb: /* SQRSHL, UQRSHL */
8883         {
8884             static NeonGenTwoOpEnvFn * const fns[3][2] = {
8885                 { gen_helper_neon_qrshl_s8, gen_helper_neon_qrshl_u8 },
8886                 { gen_helper_neon_qrshl_s16, gen_helper_neon_qrshl_u16 },
8887                 { gen_helper_neon_qrshl_s32, gen_helper_neon_qrshl_u32 },
8888             };
8889             genenvfn = fns[size][u];
8890             break;
8891         }
8892         case 0x16: /* SQDMULH, SQRDMULH */
8893         {
8894             static NeonGenTwoOpEnvFn * const fns[2][2] = {
8895                 { gen_helper_neon_qdmulh_s16, gen_helper_neon_qrdmulh_s16 },
8896                 { gen_helper_neon_qdmulh_s32, gen_helper_neon_qrdmulh_s32 },
8897             };
8898             assert(size == 1 || size == 2);
8899             genenvfn = fns[size - 1][u];
8900             break;
8901         }
8902         default:
8903             g_assert_not_reached();
8904         }
8905
8906         genenvfn(tcg_rd32, cpu_env, tcg_rn, tcg_rm);
8907         tcg_gen_extu_i32_i64(tcg_rd, tcg_rd32);
8908         tcg_temp_free_i32(tcg_rd32);
8909         tcg_temp_free_i32(tcg_rn);
8910         tcg_temp_free_i32(tcg_rm);
8911     }
8912
8913     write_fp_dreg(s, rd, tcg_rd);
8914
8915     tcg_temp_free_i64(tcg_rd);
8916 }
8917
8918 /* AdvSIMD scalar three same FP16
8919  *  31 30  29 28       24 23  22 21 20  16 15 14 13    11 10  9  5 4  0
8920  * +-----+---+-----------+---+-----+------+-----+--------+---+----+----+
8921  * | 0 1 | U | 1 1 1 1 0 | a | 1 0 |  Rm  | 0 0 | opcode | 1 | Rn | Rd |
8922  * +-----+---+-----------+---+-----+------+-----+--------+---+----+----+
8923  * v: 0101 1110 0100 0000 0000 0100 0000 0000 => 5e400400
8924  * m: 1101 1111 0110 0000 1100 0100 0000 0000 => df60c400
8925  */
8926 static void disas_simd_scalar_three_reg_same_fp16(DisasContext *s,
8927                                                   uint32_t insn)
8928 {
8929     int rd = extract32(insn, 0, 5);
8930     int rn = extract32(insn, 5, 5);
8931     int opcode = extract32(insn, 11, 3);
8932     int rm = extract32(insn, 16, 5);
8933     bool u = extract32(insn, 29, 1);
8934     bool a = extract32(insn, 23, 1);
8935     int fpopcode = opcode | (a << 3) |  (u << 4);
8936     TCGv_ptr fpst;
8937     TCGv_i32 tcg_op1;
8938     TCGv_i32 tcg_op2;
8939     TCGv_i32 tcg_res;
8940
8941     switch (fpopcode) {
8942     case 0x03: /* FMULX */
8943     case 0x04: /* FCMEQ (reg) */
8944     case 0x07: /* FRECPS */
8945     case 0x0f: /* FRSQRTS */
8946     case 0x14: /* FCMGE (reg) */
8947     case 0x15: /* FACGE */
8948     case 0x1a: /* FABD */
8949     case 0x1c: /* FCMGT (reg) */
8950     case 0x1d: /* FACGT */
8951         break;
8952     default:
8953         unallocated_encoding(s);
8954         return;
8955     }
8956
8957     if (!dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
8958         unallocated_encoding(s);
8959     }
8960
8961     if (!fp_access_check(s)) {
8962         return;
8963     }
8964
8965     fpst = get_fpstatus_ptr(true);
8966
8967     tcg_op1 = read_fp_hreg(s, rn);
8968     tcg_op2 = read_fp_hreg(s, rm);
8969     tcg_res = tcg_temp_new_i32();
8970
8971     switch (fpopcode) {
8972     case 0x03: /* FMULX */
8973         gen_helper_advsimd_mulxh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8974         break;
8975     case 0x04: /* FCMEQ (reg) */
8976         gen_helper_advsimd_ceq_f16(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8977         break;
8978     case 0x07: /* FRECPS */
8979         gen_helper_recpsf_f16(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8980         break;
8981     case 0x0f: /* FRSQRTS */
8982         gen_helper_rsqrtsf_f16(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8983         break;
8984     case 0x14: /* FCMGE (reg) */
8985         gen_helper_advsimd_cge_f16(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8986         break;
8987     case 0x15: /* FACGE */
8988         gen_helper_advsimd_acge_f16(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8989         break;
8990     case 0x1a: /* FABD */
8991         gen_helper_advsimd_subh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8992         tcg_gen_andi_i32(tcg_res, tcg_res, 0x7fff);
8993         break;
8994     case 0x1c: /* FCMGT (reg) */
8995         gen_helper_advsimd_cgt_f16(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8996         break;
8997     case 0x1d: /* FACGT */
8998         gen_helper_advsimd_acgt_f16(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
8999         break;
9000     default:
9001         g_assert_not_reached();
9002     }
9003
9004     write_fp_sreg(s, rd, tcg_res);
9005
9006
9007     tcg_temp_free_i32(tcg_res);
9008     tcg_temp_free_i32(tcg_op1);
9009     tcg_temp_free_i32(tcg_op2);
9010     tcg_temp_free_ptr(fpst);
9011 }
9012
9013 /* AdvSIMD scalar three same extra
9014  *  31 30  29 28       24 23  22  21 20  16  15 14    11  10 9  5 4  0
9015  * +-----+---+-----------+------+---+------+---+--------+---+----+----+
9016  * | 0 1 | U | 1 1 1 1 0 | size | 0 |  Rm  | 1 | opcode | 1 | Rn | Rd |
9017  * +-----+---+-----------+------+---+------+---+--------+---+----+----+
9018  */
9019 static void disas_simd_scalar_three_reg_same_extra(DisasContext *s,
9020                                                    uint32_t insn)
9021 {
9022     int rd = extract32(insn, 0, 5);
9023     int rn = extract32(insn, 5, 5);
9024     int opcode = extract32(insn, 11, 4);
9025     int rm = extract32(insn, 16, 5);
9026     int size = extract32(insn, 22, 2);
9027     bool u = extract32(insn, 29, 1);
9028     TCGv_i32 ele1, ele2, ele3;
9029     TCGv_i64 res;
9030     bool feature;
9031
9032     switch (u * 16 + opcode) {
9033     case 0x10: /* SQRDMLAH (vector) */
9034     case 0x11: /* SQRDMLSH (vector) */
9035         if (size != 1 && size != 2) {
9036             unallocated_encoding(s);
9037             return;
9038         }
9039         feature = dc_isar_feature(aa64_rdm, s);
9040         break;
9041     default:
9042         unallocated_encoding(s);
9043         return;
9044     }
9045     if (!feature) {
9046         unallocated_encoding(s);
9047         return;
9048     }
9049     if (!fp_access_check(s)) {
9050         return;
9051     }
9052
9053     /* Do a single operation on the lowest element in the vector.
9054      * We use the standard Neon helpers and rely on 0 OP 0 == 0
9055      * with no side effects for all these operations.
9056      * OPTME: special-purpose helpers would avoid doing some
9057      * unnecessary work in the helper for the 16 bit cases.
9058      */
9059     ele1 = tcg_temp_new_i32();
9060     ele2 = tcg_temp_new_i32();
9061     ele3 = tcg_temp_new_i32();
9062
9063     read_vec_element_i32(s, ele1, rn, 0, size);
9064     read_vec_element_i32(s, ele2, rm, 0, size);
9065     read_vec_element_i32(s, ele3, rd, 0, size);
9066
9067     switch (opcode) {
9068     case 0x0: /* SQRDMLAH */
9069         if (size == 1) {
9070             gen_helper_neon_qrdmlah_s16(ele3, cpu_env, ele1, ele2, ele3);
9071         } else {
9072             gen_helper_neon_qrdmlah_s32(ele3, cpu_env, ele1, ele2, ele3);
9073         }
9074         break;
9075     case 0x1: /* SQRDMLSH */
9076         if (size == 1) {
9077             gen_helper_neon_qrdmlsh_s16(ele3, cpu_env, ele1, ele2, ele3);
9078         } else {
9079             gen_helper_neon_qrdmlsh_s32(ele3, cpu_env, ele1, ele2, ele3);
9080         }
9081         break;
9082     default:
9083         g_assert_not_reached();
9084     }
9085     tcg_temp_free_i32(ele1);
9086     tcg_temp_free_i32(ele2);
9087
9088     res = tcg_temp_new_i64();
9089     tcg_gen_extu_i32_i64(res, ele3);
9090     tcg_temp_free_i32(ele3);
9091
9092     write_fp_dreg(s, rd, res);
9093     tcg_temp_free_i64(res);
9094 }
9095
9096 static void handle_2misc_64(DisasContext *s, int opcode, bool u,
9097                             TCGv_i64 tcg_rd, TCGv_i64 tcg_rn,
9098                             TCGv_i32 tcg_rmode, TCGv_ptr tcg_fpstatus)
9099 {
9100     /* Handle 64->64 opcodes which are shared between the scalar and
9101      * vector 2-reg-misc groups. We cover every integer opcode where size == 3
9102      * is valid in either group and also the double-precision fp ops.
9103      * The caller only need provide tcg_rmode and tcg_fpstatus if the op
9104      * requires them.
9105      */
9106     TCGCond cond;
9107
9108     switch (opcode) {
9109     case 0x4: /* CLS, CLZ */
9110         if (u) {
9111             tcg_gen_clzi_i64(tcg_rd, tcg_rn, 64);
9112         } else {
9113             tcg_gen_clrsb_i64(tcg_rd, tcg_rn);
9114         }
9115         break;
9116     case 0x5: /* NOT */
9117         /* This opcode is shared with CNT and RBIT but we have earlier
9118          * enforced that size == 3 if and only if this is the NOT insn.
9119          */
9120         tcg_gen_not_i64(tcg_rd, tcg_rn);
9121         break;
9122     case 0x7: /* SQABS, SQNEG */
9123         if (u) {
9124             gen_helper_neon_qneg_s64(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn);
9125         } else {
9126             gen_helper_neon_qabs_s64(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn);
9127         }
9128         break;
9129     case 0xa: /* CMLT */
9130         /* 64 bit integer comparison against zero, result is
9131          * test ? (2^64 - 1) : 0. We implement via setcond(!test) and
9132          * subtracting 1.
9133          */
9134         cond = TCG_COND_LT;
9135     do_cmop:
9136         tcg_gen_setcondi_i64(cond, tcg_rd, tcg_rn, 0);
9137         tcg_gen_neg_i64(tcg_rd, tcg_rd);
9138         break;
9139     case 0x8: /* CMGT, CMGE */
9140         cond = u ? TCG_COND_GE : TCG_COND_GT;
9141         goto do_cmop;
9142     case 0x9: /* CMEQ, CMLE */
9143         cond = u ? TCG_COND_LE : TCG_COND_EQ;
9144         goto do_cmop;
9145     case 0xb: /* ABS, NEG */
9146         if (u) {
9147             tcg_gen_neg_i64(tcg_rd, tcg_rn);
9148         } else {
9149             TCGv_i64 tcg_zero = tcg_const_i64(0);
9150             tcg_gen_neg_i64(tcg_rd, tcg_rn);
9151             tcg_gen_movcond_i64(TCG_COND_GT, tcg_rd, tcg_rn, tcg_zero,
9152                                 tcg_rn, tcg_rd);
9153             tcg_temp_free_i64(tcg_zero);
9154         }
9155         break;
9156     case 0x2f: /* FABS */
9157         gen_helper_vfp_absd(tcg_rd, tcg_rn);
9158         break;
9159     case 0x6f: /* FNEG */
9160         gen_helper_vfp_negd(tcg_rd, tcg_rn);
9161         break;
9162     case 0x7f: /* FSQRT */
9163         gen_helper_vfp_sqrtd(tcg_rd, tcg_rn, cpu_env);
9164         break;
9165     case 0x1a: /* FCVTNS */
9166     case 0x1b: /* FCVTMS */
9167     case 0x1c: /* FCVTAS */
9168     case 0x3a: /* FCVTPS */
9169     case 0x3b: /* FCVTZS */
9170     {
9171         TCGv_i32 tcg_shift = tcg_const_i32(0);
9172         gen_helper_vfp_tosqd(tcg_rd, tcg_rn, tcg_shift, tcg_fpstatus);
9173         tcg_temp_free_i32(tcg_shift);
9174         break;
9175     }
9176     case 0x5a: /* FCVTNU */
9177     case 0x5b: /* FCVTMU */
9178     case 0x5c: /* FCVTAU */
9179     case 0x7a: /* FCVTPU */
9180     case 0x7b: /* FCVTZU */
9181     {
9182         TCGv_i32 tcg_shift = tcg_const_i32(0);
9183         gen_helper_vfp_touqd(tcg_rd, tcg_rn, tcg_shift, tcg_fpstatus);
9184         tcg_temp_free_i32(tcg_shift);
9185         break;
9186     }
9187     case 0x18: /* FRINTN */
9188     case 0x19: /* FRINTM */
9189     case 0x38: /* FRINTP */
9190     case 0x39: /* FRINTZ */
9191     case 0x58: /* FRINTA */
9192     case 0x79: /* FRINTI */
9193         gen_helper_rintd(tcg_rd, tcg_rn, tcg_fpstatus);
9194         break;
9195     case 0x59: /* FRINTX */
9196         gen_helper_rintd_exact(tcg_rd, tcg_rn, tcg_fpstatus);
9197         break;
9198     default:
9199         g_assert_not_reached();
9200     }
9201 }
9202
9203 static void handle_2misc_fcmp_zero(DisasContext *s, int opcode,
9204                                    bool is_scalar, bool is_u, bool is_q,
9205                                    int size, int rn, int rd)
9206 {
9207     bool is_double = (size == MO_64);
9208     TCGv_ptr fpst;
9209
9210     if (!fp_access_check(s)) {
9211         return;
9212     }
9213
9214     fpst = get_fpstatus_ptr(size == MO_16);
9215
9216     if (is_double) {
9217         TCGv_i64 tcg_op = tcg_temp_new_i64();
9218         TCGv_i64 tcg_zero = tcg_const_i64(0);
9219         TCGv_i64 tcg_res = tcg_temp_new_i64();
9220         NeonGenTwoDoubleOPFn *genfn;
9221         bool swap = false;
9222         int pass;
9223
9224         switch (opcode) {
9225         case 0x2e: /* FCMLT (zero) */
9226             swap = true;
9227             /* fallthrough */
9228         case 0x2c: /* FCMGT (zero) */
9229             genfn = gen_helper_neon_cgt_f64;
9230             break;
9231         case 0x2d: /* FCMEQ (zero) */
9232             genfn = gen_helper_neon_ceq_f64;
9233             break;
9234         case 0x6d: /* FCMLE (zero) */
9235             swap = true;
9236             /* fall through */
9237         case 0x6c: /* FCMGE (zero) */
9238             genfn = gen_helper_neon_cge_f64;
9239             break;
9240         default:
9241             g_assert_not_reached();
9242         }
9243
9244         for (pass = 0; pass < (is_scalar ? 1 : 2); pass++) {
9245             read_vec_element(s, tcg_op, rn, pass, MO_64);
9246             if (swap) {
9247                 genfn(tcg_res, tcg_zero, tcg_op, fpst);
9248             } else {
9249                 genfn(tcg_res, tcg_op, tcg_zero, fpst);
9250             }
9251             write_vec_element(s, tcg_res, rd, pass, MO_64);
9252         }
9253         tcg_temp_free_i64(tcg_res);
9254         tcg_temp_free_i64(tcg_zero);
9255         tcg_temp_free_i64(tcg_op);
9256
9257         clear_vec_high(s, !is_scalar, rd);
9258     } else {
9259         TCGv_i32 tcg_op = tcg_temp_new_i32();
9260         TCGv_i32 tcg_zero = tcg_const_i32(0);
9261         TCGv_i32 tcg_res = tcg_temp_new_i32();
9262         NeonGenTwoSingleOPFn *genfn;
9263         bool swap = false;
9264         int pass, maxpasses;
9265
9266         if (size == MO_16) {
9267             switch (opcode) {
9268             case 0x2e: /* FCMLT (zero) */
9269                 swap = true;
9270                 /* fall through */
9271             case 0x2c: /* FCMGT (zero) */
9272                 genfn = gen_helper_advsimd_cgt_f16;
9273                 break;
9274             case 0x2d: /* FCMEQ (zero) */
9275                 genfn = gen_helper_advsimd_ceq_f16;
9276                 break;
9277             case 0x6d: /* FCMLE (zero) */
9278                 swap = true;
9279                 /* fall through */
9280             case 0x6c: /* FCMGE (zero) */
9281                 genfn = gen_helper_advsimd_cge_f16;
9282                 break;
9283             default:
9284                 g_assert_not_reached();
9285             }
9286         } else {
9287             switch (opcode) {
9288             case 0x2e: /* FCMLT (zero) */
9289                 swap = true;
9290                 /* fall through */
9291             case 0x2c: /* FCMGT (zero) */
9292                 genfn = gen_helper_neon_cgt_f32;
9293                 break;
9294             case 0x2d: /* FCMEQ (zero) */
9295                 genfn = gen_helper_neon_ceq_f32;
9296                 break;
9297             case 0x6d: /* FCMLE (zero) */
9298                 swap = true;
9299                 /* fall through */
9300             case 0x6c: /* FCMGE (zero) */
9301                 genfn = gen_helper_neon_cge_f32;
9302                 break;
9303             default:
9304                 g_assert_not_reached();
9305             }
9306         }
9307
9308         if (is_scalar) {
9309             maxpasses = 1;
9310         } else {
9311             int vector_size = 8 << is_q;
9312             maxpasses = vector_size >> size;
9313         }
9314
9315         for (pass = 0; pass < maxpasses; pass++) {
9316             read_vec_element_i32(s, tcg_op, rn, pass, size);
9317             if (swap) {
9318                 genfn(tcg_res, tcg_zero, tcg_op, fpst);
9319             } else {
9320                 genfn(tcg_res, tcg_op, tcg_zero, fpst);
9321             }
9322             if (is_scalar) {
9323                 write_fp_sreg(s, rd, tcg_res);
9324             } else {
9325                 write_vec_element_i32(s, tcg_res, rd, pass, size);
9326             }
9327         }
9328         tcg_temp_free_i32(tcg_res);
9329         tcg_temp_free_i32(tcg_zero);
9330         tcg_temp_free_i32(tcg_op);
9331         if (!is_scalar) {
9332             clear_vec_high(s, is_q, rd);
9333         }
9334     }
9335
9336     tcg_temp_free_ptr(fpst);
9337 }
9338
9339 static void handle_2misc_reciprocal(DisasContext *s, int opcode,
9340                                     bool is_scalar, bool is_u, bool is_q,
9341                                     int size, int rn, int rd)
9342 {
9343     bool is_double = (size == 3);
9344     TCGv_ptr fpst = get_fpstatus_ptr(false);
9345
9346     if (is_double) {
9347         TCGv_i64 tcg_op = tcg_temp_new_i64();
9348         TCGv_i64 tcg_res = tcg_temp_new_i64();
9349         int pass;
9350
9351         for (pass = 0; pass < (is_scalar ? 1 : 2); pass++) {
9352             read_vec_element(s, tcg_op, rn, pass, MO_64);
9353             switch (opcode) {
9354             case 0x3d: /* FRECPE */
9355                 gen_helper_recpe_f64(tcg_res, tcg_op, fpst);
9356                 break;
9357             case 0x3f: /* FRECPX */
9358                 gen_helper_frecpx_f64(tcg_res, tcg_op, fpst);
9359                 break;
9360             case 0x7d: /* FRSQRTE */
9361                 gen_helper_rsqrte_f64(tcg_res, tcg_op, fpst);
9362                 break;
9363             default:
9364                 g_assert_not_reached();
9365             }
9366             write_vec_element(s, tcg_res, rd, pass, MO_64);
9367         }
9368         tcg_temp_free_i64(tcg_res);
9369         tcg_temp_free_i64(tcg_op);
9370         clear_vec_high(s, !is_scalar, rd);
9371     } else {
9372         TCGv_i32 tcg_op = tcg_temp_new_i32();
9373         TCGv_i32 tcg_res = tcg_temp_new_i32();
9374         int pass, maxpasses;
9375
9376         if (is_scalar) {
9377             maxpasses = 1;
9378         } else {
9379             maxpasses = is_q ? 4 : 2;
9380         }
9381
9382         for (pass = 0; pass < maxpasses; pass++) {
9383             read_vec_element_i32(s, tcg_op, rn, pass, MO_32);
9384
9385             switch (opcode) {
9386             case 0x3c: /* URECPE */
9387                 gen_helper_recpe_u32(tcg_res, tcg_op, fpst);
9388                 break;
9389             case 0x3d: /* FRECPE */
9390                 gen_helper_recpe_f32(tcg_res, tcg_op, fpst);
9391                 break;
9392             case 0x3f: /* FRECPX */
9393                 gen_helper_frecpx_f32(tcg_res, tcg_op, fpst);
9394                 break;
9395             case 0x7d: /* FRSQRTE */
9396                 gen_helper_rsqrte_f32(tcg_res, tcg_op, fpst);
9397                 break;
9398             default:
9399                 g_assert_not_reached();
9400             }
9401
9402             if (is_scalar) {
9403                 write_fp_sreg(s, rd, tcg_res);
9404             } else {
9405                 write_vec_element_i32(s, tcg_res, rd, pass, MO_32);
9406             }
9407         }
9408         tcg_temp_free_i32(tcg_res);
9409         tcg_temp_free_i32(tcg_op);
9410         if (!is_scalar) {
9411             clear_vec_high(s, is_q, rd);
9412         }
9413     }
9414     tcg_temp_free_ptr(fpst);
9415 }
9416
9417 static void handle_2misc_narrow(DisasContext *s, bool scalar,
9418                                 int opcode, bool u, bool is_q,
9419                                 int size, int rn, int rd)
9420 {
9421     /* Handle 2-reg-misc ops which are narrowing (so each 2*size element
9422      * in the source becomes a size element in the destination).
9423      */
9424     int pass;
9425     TCGv_i32 tcg_res[2];
9426     int destelt = is_q ? 2 : 0;
9427     int passes = scalar ? 1 : 2;
9428
9429     if (scalar) {
9430         tcg_res[1] = tcg_const_i32(0);
9431     }
9432
9433     for (pass = 0; pass < passes; pass++) {
9434         TCGv_i64 tcg_op = tcg_temp_new_i64();
9435         NeonGenNarrowFn *genfn = NULL;
9436         NeonGenNarrowEnvFn *genenvfn = NULL;
9437
9438         if (scalar) {
9439             read_vec_element(s, tcg_op, rn, pass, size + 1);
9440         } else {
9441             read_vec_element(s, tcg_op, rn, pass, MO_64);
9442         }
9443         tcg_res[pass] = tcg_temp_new_i32();
9444
9445         switch (opcode) {
9446         case 0x12: /* XTN, SQXTUN */
9447         {
9448             static NeonGenNarrowFn * const xtnfns[3] = {
9449                 gen_helper_neon_narrow_u8,
9450                 gen_helper_neon_narrow_u16,
9451                 tcg_gen_extrl_i64_i32,
9452             };
9453             static NeonGenNarrowEnvFn * const sqxtunfns[3] = {
9454                 gen_helper_neon_unarrow_sat8,
9455                 gen_helper_neon_unarrow_sat16,
9456                 gen_helper_neon_unarrow_sat32,
9457             };
9458             if (u) {
9459                 genenvfn = sqxtunfns[size];
9460             } else {
9461                 genfn = xtnfns[size];
9462             }
9463             break;
9464         }
9465         case 0x14: /* SQXTN, UQXTN */
9466         {
9467             static NeonGenNarrowEnvFn * const fns[3][2] = {
9468                 { gen_helper_neon_narrow_sat_s8,
9469                   gen_helper_neon_narrow_sat_u8 },
9470                 { gen_helper_neon_narrow_sat_s16,
9471                   gen_helper_neon_narrow_sat_u16 },
9472                 { gen_helper_neon_narrow_sat_s32,
9473                   gen_helper_neon_narrow_sat_u32 },
9474             };
9475             genenvfn = fns[size][u];
9476             break;
9477         }
9478         case 0x16: /* FCVTN, FCVTN2 */
9479             /* 32 bit to 16 bit or 64 bit to 32 bit float conversion */
9480             if (size == 2) {
9481                 gen_helper_vfp_fcvtsd(tcg_res[pass], tcg_op, cpu_env);
9482             } else {
9483                 TCGv_i32 tcg_lo = tcg_temp_new_i32();
9484                 TCGv_i32 tcg_hi = tcg_temp_new_i32();
9485                 TCGv_ptr fpst = get_fpstatus_ptr(false);
9486                 TCGv_i32 ahp = get_ahp_flag();
9487
9488                 tcg_gen_extr_i64_i32(tcg_lo, tcg_hi, tcg_op);
9489                 gen_helper_vfp_fcvt_f32_to_f16(tcg_lo, tcg_lo, fpst, ahp);
9490                 gen_helper_vfp_fcvt_f32_to_f16(tcg_hi, tcg_hi, fpst, ahp);
9491                 tcg_gen_deposit_i32(tcg_res[pass], tcg_lo, tcg_hi, 16, 16);
9492                 tcg_temp_free_i32(tcg_lo);
9493                 tcg_temp_free_i32(tcg_hi);
9494                 tcg_temp_free_ptr(fpst);
9495                 tcg_temp_free_i32(ahp);
9496             }
9497             break;
9498         case 0x56:  /* FCVTXN, FCVTXN2 */
9499             /* 64 bit to 32 bit float conversion
9500              * with von Neumann rounding (round to odd)
9501              */
9502             assert(size == 2);
9503             gen_helper_fcvtx_f64_to_f32(tcg_res[pass], tcg_op, cpu_env);
9504             break;
9505         default:
9506             g_assert_not_reached();
9507         }
9508
9509         if (genfn) {
9510             genfn(tcg_res[pass], tcg_op);
9511         } else if (genenvfn) {
9512             genenvfn(tcg_res[pass], cpu_env, tcg_op);
9513         }
9514
9515         tcg_temp_free_i64(tcg_op);
9516     }
9517
9518     for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
9519         write_vec_element_i32(s, tcg_res[pass], rd, destelt + pass, MO_32);
9520         tcg_temp_free_i32(tcg_res[pass]);
9521     }
9522     clear_vec_high(s, is_q, rd);
9523 }
9524
9525 /* Remaining saturating accumulating ops */
9526 static void handle_2misc_satacc(DisasContext *s, bool is_scalar, bool is_u,
9527                                 bool is_q, int size, int rn, int rd)
9528 {
9529     bool is_double = (size == 3);
9530
9531     if (is_double) {
9532         TCGv_i64 tcg_rn = tcg_temp_new_i64();
9533         TCGv_i64 tcg_rd = tcg_temp_new_i64();
9534         int pass;
9535
9536         for (pass = 0; pass < (is_scalar ? 1 : 2); pass++) {
9537             read_vec_element(s, tcg_rn, rn, pass, MO_64);
9538             read_vec_element(s, tcg_rd, rd, pass, MO_64);
9539
9540             if (is_u) { /* USQADD */
9541                 gen_helper_neon_uqadd_s64(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rd);
9542             } else { /* SUQADD */
9543                 gen_helper_neon_sqadd_u64(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rd);
9544             }
9545             write_vec_element(s, tcg_rd, rd, pass, MO_64);
9546         }
9547         tcg_temp_free_i64(tcg_rd);
9548         tcg_temp_free_i64(tcg_rn);
9549         clear_vec_high(s, !is_scalar, rd);
9550     } else {
9551         TCGv_i32 tcg_rn = tcg_temp_new_i32();
9552         TCGv_i32 tcg_rd = tcg_temp_new_i32();
9553         int pass, maxpasses;
9554
9555         if (is_scalar) {
9556             maxpasses = 1;
9557         } else {
9558             maxpasses = is_q ? 4 : 2;
9559         }
9560
9561         for (pass = 0; pass < maxpasses; pass++) {
9562             if (is_scalar) {
9563                 read_vec_element_i32(s, tcg_rn, rn, pass, size);
9564                 read_vec_element_i32(s, tcg_rd, rd, pass, size);
9565             } else {
9566                 read_vec_element_i32(s, tcg_rn, rn, pass, MO_32);
9567                 read_vec_element_i32(s, tcg_rd, rd, pass, MO_32);
9568             }
9569
9570             if (is_u) { /* USQADD */
9571                 switch (size) {
9572                 case 0:
9573                     gen_helper_neon_uqadd_s8(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rd);
9574                     break;
9575                 case 1:
9576                     gen_helper_neon_uqadd_s16(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rd);
9577                     break;
9578                 case 2:
9579                     gen_helper_neon_uqadd_s32(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rd);
9580                     break;
9581                 default:
9582                     g_assert_not_reached();
9583                 }
9584             } else { /* SUQADD */
9585                 switch (size) {
9586                 case 0:
9587                     gen_helper_neon_sqadd_u8(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rd);
9588                     break;
9589                 case 1:
9590                     gen_helper_neon_sqadd_u16(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rd);
9591                     break;
9592                 case 2:
9593                     gen_helper_neon_sqadd_u32(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn, tcg_rd);
9594                     break;
9595                 default:
9596                     g_assert_not_reached();
9597                 }
9598             }
9599
9600             if (is_scalar) {
9601                 TCGv_i64 tcg_zero = tcg_const_i64(0);
9602                 write_vec_element(s, tcg_zero, rd, 0, MO_64);
9603                 tcg_temp_free_i64(tcg_zero);
9604             }
9605             write_vec_element_i32(s, tcg_rd, rd, pass, MO_32);
9606         }
9607         tcg_temp_free_i32(tcg_rd);
9608         tcg_temp_free_i32(tcg_rn);
9609         clear_vec_high(s, is_q, rd);
9610     }
9611 }
9612
9613 /* AdvSIMD scalar two reg misc
9614  *  31 30  29 28       24 23  22 21       17 16    12 11 10 9    5 4    0
9615  * +-----+---+-----------+------+-----------+--------+-----+------+------+
9616  * | 0 1 | U | 1 1 1 1 0 | size | 1 0 0 0 0 | opcode | 1 0 |  Rn  |  Rd  |
9617  * +-----+---+-----------+------+-----------+--------+-----+------+------+
9618  */
9619 static void disas_simd_scalar_two_reg_misc(DisasContext *s, uint32_t insn)
9620 {
9621     int rd = extract32(insn, 0, 5);
9622     int rn = extract32(insn, 5, 5);
9623     int opcode = extract32(insn, 12, 5);
9624     int size = extract32(insn, 22, 2);
9625     bool u = extract32(insn, 29, 1);
9626     bool is_fcvt = false;
9627     int rmode;
9628     TCGv_i32 tcg_rmode;
9629     TCGv_ptr tcg_fpstatus;
9630
9631     switch (opcode) {
9632     case 0x3: /* USQADD / SUQADD*/
9633         if (!fp_access_check(s)) {
9634             return;
9635         }
9636         handle_2misc_satacc(s, true, u, false, size, rn, rd);
9637         return;
9638     case 0x7: /* SQABS / SQNEG */
9639         break;
9640     case 0xa: /* CMLT */
9641         if (u) {
9642             unallocated_encoding(s);
9643             return;
9644         }
9645         /* fall through */
9646     case 0x8: /* CMGT, CMGE */
9647     case 0x9: /* CMEQ, CMLE */
9648     case 0xb: /* ABS, NEG */
9649         if (size != 3) {
9650             unallocated_encoding(s);
9651             return;
9652         }
9653         break;
9654     case 0x12: /* SQXTUN */
9655         if (!u) {
9656             unallocated_encoding(s);
9657             return;
9658         }
9659         /* fall through */
9660     case 0x14: /* SQXTN, UQXTN */
9661         if (size == 3) {
9662             unallocated_encoding(s);
9663             return;
9664         }
9665         if (!fp_access_check(s)) {
9666             return;
9667         }
9668         handle_2misc_narrow(s, true, opcode, u, false, size, rn, rd);
9669         return;
9670     case 0xc ... 0xf:
9671     case 0x16 ... 0x1d:
9672     case 0x1f:
9673         /* Floating point: U, size[1] and opcode indicate operation;
9674          * size[0] indicates single or double precision.
9675          */
9676         opcode |= (extract32(size, 1, 1) << 5) | (u << 6);
9677         size = extract32(size, 0, 1) ? 3 : 2;
9678         switch (opcode) {
9679         case 0x2c: /* FCMGT (zero) */
9680         case 0x2d: /* FCMEQ (zero) */
9681         case 0x2e: /* FCMLT (zero) */
9682         case 0x6c: /* FCMGE (zero) */
9683         case 0x6d: /* FCMLE (zero) */
9684             handle_2misc_fcmp_zero(s, opcode, true, u, true, size, rn, rd);
9685             return;
9686         case 0x1d: /* SCVTF */
9687         case 0x5d: /* UCVTF */
9688         {
9689             bool is_signed = (opcode == 0x1d);
9690             if (!fp_access_check(s)) {
9691                 return;
9692             }
9693             handle_simd_intfp_conv(s, rd, rn, 1, is_signed, 0, size);
9694             return;
9695         }
9696         case 0x3d: /* FRECPE */
9697         case 0x3f: /* FRECPX */
9698         case 0x7d: /* FRSQRTE */
9699             if (!fp_access_check(s)) {
9700                 return;
9701             }
9702             handle_2misc_reciprocal(s, opcode, true, u, true, size, rn, rd);
9703             return;
9704         case 0x1a: /* FCVTNS */
9705         case 0x1b: /* FCVTMS */
9706         case 0x3a: /* FCVTPS */
9707         case 0x3b: /* FCVTZS */
9708         case 0x5a: /* FCVTNU */
9709         case 0x5b: /* FCVTMU */
9710         case 0x7a: /* FCVTPU */
9711         case 0x7b: /* FCVTZU */
9712             is_fcvt = true;
9713             rmode = extract32(opcode, 5, 1) | (extract32(opcode, 0, 1) << 1);
9714             break;
9715         case 0x1c: /* FCVTAS */
9716         case 0x5c: /* FCVTAU */
9717             /* TIEAWAY doesn't fit in the usual rounding mode encoding */
9718             is_fcvt = true;
9719             rmode = FPROUNDING_TIEAWAY;
9720             break;
9721         case 0x56: /* FCVTXN, FCVTXN2 */
9722             if (size == 2) {
9723                 unallocated_encoding(s);
9724                 return;
9725             }
9726             if (!fp_access_check(s)) {
9727                 return;
9728             }
9729             handle_2misc_narrow(s, true, opcode, u, false, size - 1, rn, rd);
9730             return;
9731         default:
9732             unallocated_encoding(s);
9733             return;
9734         }
9735         break;
9736     default:
9737         unallocated_encoding(s);
9738         return;
9739     }
9740
9741     if (!fp_access_check(s)) {
9742         return;
9743     }
9744
9745     if (is_fcvt) {
9746         tcg_rmode = tcg_const_i32(arm_rmode_to_sf(rmode));
9747         tcg_fpstatus = get_fpstatus_ptr(false);
9748         gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, tcg_fpstatus);
9749     } else {
9750         tcg_rmode = NULL;
9751         tcg_fpstatus = NULL;
9752     }
9753
9754     if (size == 3) {
9755         TCGv_i64 tcg_rn = read_fp_dreg(s, rn);
9756         TCGv_i64 tcg_rd = tcg_temp_new_i64();
9757
9758         handle_2misc_64(s, opcode, u, tcg_rd, tcg_rn, tcg_rmode, tcg_fpstatus);
9759         write_fp_dreg(s, rd, tcg_rd);
9760         tcg_temp_free_i64(tcg_rd);
9761         tcg_temp_free_i64(tcg_rn);
9762     } else {
9763         TCGv_i32 tcg_rn = tcg_temp_new_i32();
9764         TCGv_i32 tcg_rd = tcg_temp_new_i32();
9765
9766         read_vec_element_i32(s, tcg_rn, rn, 0, size);
9767
9768         switch (opcode) {
9769         case 0x7: /* SQABS, SQNEG */
9770         {
9771             NeonGenOneOpEnvFn *genfn;
9772             static NeonGenOneOpEnvFn * const fns[3][2] = {
9773                 { gen_helper_neon_qabs_s8, gen_helper_neon_qneg_s8 },
9774                 { gen_helper_neon_qabs_s16, gen_helper_neon_qneg_s16 },
9775                 { gen_helper_neon_qabs_s32, gen_helper_neon_qneg_s32 },
9776             };
9777             genfn = fns[size][u];
9778             genfn(tcg_rd, cpu_env, tcg_rn);
9779             break;
9780         }
9781         case 0x1a: /* FCVTNS */
9782         case 0x1b: /* FCVTMS */
9783         case 0x1c: /* FCVTAS */
9784         case 0x3a: /* FCVTPS */
9785         case 0x3b: /* FCVTZS */
9786         {
9787             TCGv_i32 tcg_shift = tcg_const_i32(0);
9788             gen_helper_vfp_tosls(tcg_rd, tcg_rn, tcg_shift, tcg_fpstatus);
9789             tcg_temp_free_i32(tcg_shift);
9790             break;
9791         }
9792         case 0x5a: /* FCVTNU */
9793         case 0x5b: /* FCVTMU */
9794         case 0x5c: /* FCVTAU */
9795         case 0x7a: /* FCVTPU */
9796         case 0x7b: /* FCVTZU */
9797         {
9798             TCGv_i32 tcg_shift = tcg_const_i32(0);
9799             gen_helper_vfp_touls(tcg_rd, tcg_rn, tcg_shift, tcg_fpstatus);
9800             tcg_temp_free_i32(tcg_shift);
9801             break;
9802         }
9803         default:
9804             g_assert_not_reached();
9805         }
9806
9807         write_fp_sreg(s, rd, tcg_rd);
9808         tcg_temp_free_i32(tcg_rd);
9809         tcg_temp_free_i32(tcg_rn);
9810     }
9811
9812     if (is_fcvt) {
9813         gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, tcg_fpstatus);
9814         tcg_temp_free_i32(tcg_rmode);
9815         tcg_temp_free_ptr(tcg_fpstatus);
9816     }
9817 }
9818
9819 /* SSHR[RA]/USHR[RA] - Vector shift right (optional rounding/accumulate) */
9820 static void handle_vec_simd_shri(DisasContext *s, bool is_q, bool is_u,
9821                                  int immh, int immb, int opcode, int rn, int rd)
9822 {
9823     int size = 32 - clz32(immh) - 1;
9824     int immhb = immh << 3 | immb;
9825     int shift = 2 * (8 << size) - immhb;
9826     bool accumulate = false;
9827     int dsize = is_q ? 128 : 64;
9828     int esize = 8 << size;
9829     int elements = dsize/esize;
9830     TCGMemOp memop = size | (is_u ? 0 : MO_SIGN);
9831     TCGv_i64 tcg_rn = new_tmp_a64(s);
9832     TCGv_i64 tcg_rd = new_tmp_a64(s);
9833     TCGv_i64 tcg_round;
9834     uint64_t round_const;
9835     int i;
9836
9837     if (extract32(immh, 3, 1) && !is_q) {
9838         unallocated_encoding(s);
9839         return;
9840     }
9841     tcg_debug_assert(size <= 3);
9842
9843     if (!fp_access_check(s)) {
9844         return;
9845     }
9846
9847     switch (opcode) {
9848     case 0x02: /* SSRA / USRA (accumulate) */
9849         if (is_u) {
9850             /* Shift count same as element size produces zero to add.  */
9851             if (shift == 8 << size) {
9852                 goto done;
9853             }
9854             gen_gvec_op2i(s, is_q, rd, rn, shift, &usra_op[size]);
9855         } else {
9856             /* Shift count same as element size produces all sign to add.  */
9857             if (shift == 8 << size) {
9858                 shift -= 1;
9859             }
9860             gen_gvec_op2i(s, is_q, rd, rn, shift, &ssra_op[size]);
9861         }
9862         return;
9863     case 0x08: /* SRI */
9864         /* Shift count same as element size is valid but does nothing.  */
9865         if (shift == 8 << size) {
9866             goto done;
9867         }
9868         gen_gvec_op2i(s, is_q, rd, rn, shift, &sri_op[size]);
9869         return;
9870
9871     case 0x00: /* SSHR / USHR */
9872         if (is_u) {
9873             if (shift == 8 << size) {
9874                 /* Shift count the same size as element size produces zero.  */
9875                 tcg_gen_gvec_dup8i(vec_full_reg_offset(s, rd),
9876                                    is_q ? 16 : 8, vec_full_reg_size(s), 0);
9877             } else {
9878                 gen_gvec_fn2i(s, is_q, rd, rn, shift, tcg_gen_gvec_shri, size);
9879             }
9880         } else {
9881             /* Shift count the same size as element size produces all sign.  */
9882             if (shift == 8 << size) {
9883                 shift -= 1;
9884             }
9885             gen_gvec_fn2i(s, is_q, rd, rn, shift, tcg_gen_gvec_sari, size);
9886         }
9887         return;
9888
9889     case 0x04: /* SRSHR / URSHR (rounding) */
9890         break;
9891     case 0x06: /* SRSRA / URSRA (accum + rounding) */
9892         accumulate = true;
9893         break;
9894     default:
9895         g_assert_not_reached();
9896     }
9897
9898     round_const = 1ULL << (shift - 1);
9899     tcg_round = tcg_const_i64(round_const);
9900
9901     for (i = 0; i < elements; i++) {
9902         read_vec_element(s, tcg_rn, rn, i, memop);
9903         if (accumulate) {
9904             read_vec_element(s, tcg_rd, rd, i, memop);
9905         }
9906
9907         handle_shri_with_rndacc(tcg_rd, tcg_rn, tcg_round,
9908                                 accumulate, is_u, size, shift);
9909
9910         write_vec_element(s, tcg_rd, rd, i, size);
9911     }
9912     tcg_temp_free_i64(tcg_round);
9913
9914  done:
9915     clear_vec_high(s, is_q, rd);
9916 }
9917
9918 /* SHL/SLI - Vector shift left */
9919 static void handle_vec_simd_shli(DisasContext *s, bool is_q, bool insert,
9920                                  int immh, int immb, int opcode, int rn, int rd)
9921 {
9922     int size = 32 - clz32(immh) - 1;
9923     int immhb = immh << 3 | immb;
9924     int shift = immhb - (8 << size);
9925
9926     /* Range of size is limited by decode: immh is a non-zero 4 bit field */
9927     assert(size >= 0 && size <= 3);
9928
9929     if (extract32(immh, 3, 1) && !is_q) {
9930         unallocated_encoding(s);
9931         return;
9932     }
9933
9934     if (!fp_access_check(s)) {
9935         return;
9936     }
9937
9938     if (insert) {
9939         gen_gvec_op2i(s, is_q, rd, rn, shift, &sli_op[size]);
9940     } else {
9941         gen_gvec_fn2i(s, is_q, rd, rn, shift, tcg_gen_gvec_shli, size);
9942     }
9943 }
9944
9945 /* USHLL/SHLL - Vector shift left with widening */
9946 static void handle_vec_simd_wshli(DisasContext *s, bool is_q, bool is_u,
9947                                  int immh, int immb, int opcode, int rn, int rd)
9948 {
9949     int size = 32 - clz32(immh) - 1;
9950     int immhb = immh << 3 | immb;
9951     int shift = immhb - (8 << size);
9952     int dsize = 64;
9953     int esize = 8 << size;
9954     int elements = dsize/esize;
9955     TCGv_i64 tcg_rn = new_tmp_a64(s);
9956     TCGv_i64 tcg_rd = new_tmp_a64(s);
9957     int i;
9958
9959     if (size >= 3) {
9960         unallocated_encoding(s);
9961         return;
9962     }
9963
9964     if (!fp_access_check(s)) {
9965         return;
9966     }
9967
9968     /* For the LL variants the store is larger than the load,
9969      * so if rd == rn we would overwrite parts of our input.
9970      * So load everything right now and use shifts in the main loop.
9971      */
9972     read_vec_element(s, tcg_rn, rn, is_q ? 1 : 0, MO_64);
9973
9974     for (i = 0; i < elements; i++) {
9975         tcg_gen_shri_i64(tcg_rd, tcg_rn, i * esize);
9976         ext_and_shift_reg(tcg_rd, tcg_rd, size | (!is_u << 2), 0);
9977         tcg_gen_shli_i64(tcg_rd, tcg_rd, shift);
9978         write_vec_element(s, tcg_rd, rd, i, size + 1);
9979     }
9980 }
9981
9982 /* SHRN/RSHRN - Shift right with narrowing (and potential rounding) */
9983 static void handle_vec_simd_shrn(DisasContext *s, bool is_q,
9984                                  int immh, int immb, int opcode, int rn, int rd)
9985 {
9986     int immhb = immh << 3 | immb;
9987     int size = 32 - clz32(immh) - 1;
9988     int dsize = 64;
9989     int esize = 8 << size;
9990     int elements = dsize/esize;
9991     int shift = (2 * esize) - immhb;
9992     bool round = extract32(opcode, 0, 1);
9993     TCGv_i64 tcg_rn, tcg_rd, tcg_final;
9994     TCGv_i64 tcg_round;
9995     int i;
9996
9997     if (extract32(immh, 3, 1)) {
9998         unallocated_encoding(s);
9999         return;
10000     }
10001
10002     if (!fp_access_check(s)) {
10003         return;
10004     }
10005
10006     tcg_rn = tcg_temp_new_i64();
10007     tcg_rd = tcg_temp_new_i64();
10008     tcg_final = tcg_temp_new_i64();
10009     read_vec_element(s, tcg_final, rd, is_q ? 1 : 0, MO_64);
10010
10011     if (round) {
10012         uint64_t round_const = 1ULL << (shift - 1);
10013         tcg_round = tcg_const_i64(round_const);
10014     } else {
10015         tcg_round = NULL;
10016     }
10017
10018     for (i = 0; i < elements; i++) {
10019         read_vec_element(s, tcg_rn, rn, i, size+1);
10020         handle_shri_with_rndacc(tcg_rd, tcg_rn, tcg_round,
10021                                 false, true, size+1, shift);
10022
10023         tcg_gen_deposit_i64(tcg_final, tcg_final, tcg_rd, esize * i, esize);
10024     }
10025
10026     if (!is_q) {
10027         write_vec_element(s, tcg_final, rd, 0, MO_64);
10028     } else {
10029         write_vec_element(s, tcg_final, rd, 1, MO_64);
10030     }
10031     if (round) {
10032         tcg_temp_free_i64(tcg_round);
10033     }
10034     tcg_temp_free_i64(tcg_rn);
10035     tcg_temp_free_i64(tcg_rd);
10036     tcg_temp_free_i64(tcg_final);
10037
10038     clear_vec_high(s, is_q, rd);
10039 }
10040
10041
10042 /* AdvSIMD shift by immediate
10043  *  31  30   29 28         23 22  19 18  16 15    11  10 9    5 4    0
10044  * +---+---+---+-------------+------+------+--------+---+------+------+
10045  * | 0 | Q | U | 0 1 1 1 1 0 | immh | immb | opcode | 1 |  Rn  |  Rd  |
10046  * +---+---+---+-------------+------+------+--------+---+------+------+
10047  */
10048 static void disas_simd_shift_imm(DisasContext *s, uint32_t insn)
10049 {
10050     int rd = extract32(insn, 0, 5);
10051     int rn = extract32(insn, 5, 5);
10052     int opcode = extract32(insn, 11, 5);
10053     int immb = extract32(insn, 16, 3);
10054     int immh = extract32(insn, 19, 4);
10055     bool is_u = extract32(insn, 29, 1);
10056     bool is_q = extract32(insn, 30, 1);
10057
10058     switch (opcode) {
10059     case 0x08: /* SRI */
10060         if (!is_u) {
10061             unallocated_encoding(s);
10062             return;
10063         }
10064         /* fall through */
10065     case 0x00: /* SSHR / USHR */
10066     case 0x02: /* SSRA / USRA (accumulate) */
10067     case 0x04: /* SRSHR / URSHR (rounding) */
10068     case 0x06: /* SRSRA / URSRA (accum + rounding) */
10069         handle_vec_simd_shri(s, is_q, is_u, immh, immb, opcode, rn, rd);
10070         break;
10071     case 0x0a: /* SHL / SLI */
10072         handle_vec_simd_shli(s, is_q, is_u, immh, immb, opcode, rn, rd);
10073         break;
10074     case 0x10: /* SHRN */
10075     case 0x11: /* RSHRN / SQRSHRUN */
10076         if (is_u) {
10077             handle_vec_simd_sqshrn(s, false, is_q, false, true, immh, immb,
10078                                    opcode, rn, rd);
10079         } else {
10080             handle_vec_simd_shrn(s, is_q, immh, immb, opcode, rn, rd);
10081         }
10082         break;
10083     case 0x12: /* SQSHRN / UQSHRN */
10084     case 0x13: /* SQRSHRN / UQRSHRN */
10085         handle_vec_simd_sqshrn(s, false, is_q, is_u, is_u, immh, immb,
10086                                opcode, rn, rd);
10087         break;
10088     case 0x14: /* SSHLL / USHLL */
10089         handle_vec_simd_wshli(s, is_q, is_u, immh, immb, opcode, rn, rd);
10090         break;
10091     case 0x1c: /* SCVTF / UCVTF */
10092         handle_simd_shift_intfp_conv(s, false, is_q, is_u, immh, immb,
10093                                      opcode, rn, rd);
10094         break;
10095     case 0xc: /* SQSHLU */
10096         if (!is_u) {
10097             unallocated_encoding(s);
10098             return;
10099         }
10100         handle_simd_qshl(s, false, is_q, false, true, immh, immb, rn, rd);
10101         break;
10102     case 0xe: /* SQSHL, UQSHL */
10103         handle_simd_qshl(s, false, is_q, is_u, is_u, immh, immb, rn, rd);
10104         break;
10105     case 0x1f: /* FCVTZS/ FCVTZU */
10106         handle_simd_shift_fpint_conv(s, false, is_q, is_u, immh, immb, rn, rd);
10107         return;
10108     default:
10109         unallocated_encoding(s);
10110         return;
10111     }
10112 }
10113
10114 /* Generate code to do a "long" addition or subtraction, ie one done in
10115  * TCGv_i64 on vector lanes twice the width specified by size.
10116  */
10117 static void gen_neon_addl(int size, bool is_sub, TCGv_i64 tcg_res,
10118                           TCGv_i64 tcg_op1, TCGv_i64 tcg_op2)
10119 {
10120     static NeonGenTwo64OpFn * const fns[3][2] = {
10121         { gen_helper_neon_addl_u16, gen_helper_neon_subl_u16 },
10122         { gen_helper_neon_addl_u32, gen_helper_neon_subl_u32 },
10123         { tcg_gen_add_i64, tcg_gen_sub_i64 },
10124     };
10125     NeonGenTwo64OpFn *genfn;
10126     assert(size < 3);
10127
10128     genfn = fns[size][is_sub];
10129     genfn(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2);
10130 }
10131
10132 static void handle_3rd_widening(DisasContext *s, int is_q, int is_u, int size,
10133                                 int opcode, int rd, int rn, int rm)
10134 {
10135     /* 3-reg-different widening insns: 64 x 64 -> 128 */
10136     TCGv_i64 tcg_res[2];
10137     int pass, accop;
10138
10139     tcg_res[0] = tcg_temp_new_i64();
10140     tcg_res[1] = tcg_temp_new_i64();
10141
10142     /* Does this op do an adding accumulate, a subtracting accumulate,
10143      * or no accumulate at all?
10144      */
10145     switch (opcode) {
10146     case 5:
10147     case 8:
10148     case 9:
10149         accop = 1;
10150         break;
10151     case 10:
10152     case 11:
10153         accop = -1;
10154         break;
10155     default:
10156         accop = 0;
10157         break;
10158     }
10159
10160     if (accop != 0) {
10161         read_vec_element(s, tcg_res[0], rd, 0, MO_64);
10162         read_vec_element(s, tcg_res[1], rd, 1, MO_64);
10163     }
10164
10165     /* size == 2 means two 32x32->64 operations; this is worth special
10166      * casing because we can generally handle it inline.
10167      */
10168     if (size == 2) {
10169         for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
10170             TCGv_i64 tcg_op1 = tcg_temp_new_i64();
10171             TCGv_i64 tcg_op2 = tcg_temp_new_i64();
10172             TCGv_i64 tcg_passres;
10173             TCGMemOp memop = MO_32 | (is_u ? 0 : MO_SIGN);
10174
10175             int elt = pass + is_q * 2;
10176
10177             read_vec_element(s, tcg_op1, rn, elt, memop);
10178             read_vec_element(s, tcg_op2, rm, elt, memop);
10179
10180             if (accop == 0) {
10181                 tcg_passres = tcg_res[pass];
10182             } else {
10183                 tcg_passres = tcg_temp_new_i64();
10184             }
10185
10186             switch (opcode) {
10187             case 0: /* SADDL, SADDL2, UADDL, UADDL2 */
10188                 tcg_gen_add_i64(tcg_passres, tcg_op1, tcg_op2);
10189                 break;
10190             case 2: /* SSUBL, SSUBL2, USUBL, USUBL2 */
10191                 tcg_gen_sub_i64(tcg_passres, tcg_op1, tcg_op2);
10192                 break;
10193             case 5: /* SABAL, SABAL2, UABAL, UABAL2 */
10194             case 7: /* SABDL, SABDL2, UABDL, UABDL2 */
10195             {
10196                 TCGv_i64 tcg_tmp1 = tcg_temp_new_i64();
10197                 TCGv_i64 tcg_tmp2 = tcg_temp_new_i64();
10198
10199                 tcg_gen_sub_i64(tcg_tmp1, tcg_op1, tcg_op2);
10200                 tcg_gen_sub_i64(tcg_tmp2, tcg_op2, tcg_op1);
10201                 tcg_gen_movcond_i64(is_u ? TCG_COND_GEU : TCG_COND_GE,
10202                                     tcg_passres,
10203                                     tcg_op1, tcg_op2, tcg_tmp1, tcg_tmp2);
10204                 tcg_temp_free_i64(tcg_tmp1);
10205                 tcg_temp_free_i64(tcg_tmp2);
10206                 break;
10207             }
10208             case 8: /* SMLAL, SMLAL2, UMLAL, UMLAL2 */
10209             case 10: /* SMLSL, SMLSL2, UMLSL, UMLSL2 */
10210             case 12: /* UMULL, UMULL2, SMULL, SMULL2 */
10211                 tcg_gen_mul_i64(tcg_passres, tcg_op1, tcg_op2);
10212                 break;
10213             case 9: /* SQDMLAL, SQDMLAL2 */
10214             case 11: /* SQDMLSL, SQDMLSL2 */
10215             case 13: /* SQDMULL, SQDMULL2 */
10216                 tcg_gen_mul_i64(tcg_passres, tcg_op1, tcg_op2);
10217                 gen_helper_neon_addl_saturate_s64(tcg_passres, cpu_env,
10218                                                   tcg_passres, tcg_passres);
10219                 break;
10220             default:
10221                 g_assert_not_reached();
10222             }
10223
10224             if (opcode == 9 || opcode == 11) {
10225                 /* saturating accumulate ops */
10226                 if (accop < 0) {
10227                     tcg_gen_neg_i64(tcg_passres, tcg_passres);
10228                 }
10229                 gen_helper_neon_addl_saturate_s64(tcg_res[pass], cpu_env,
10230                                                   tcg_res[pass], tcg_passres);
10231             } else if (accop > 0) {
10232                 tcg_gen_add_i64(tcg_res[pass], tcg_res[pass], tcg_passres);
10233             } else if (accop < 0) {
10234                 tcg_gen_sub_i64(tcg_res[pass], tcg_res[pass], tcg_passres);
10235             }
10236
10237             if (accop != 0) {
10238                 tcg_temp_free_i64(tcg_passres);
10239             }
10240
10241             tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
10242             tcg_temp_free_i64(tcg_op2);
10243         }
10244     } else {
10245         /* size 0 or 1, generally helper functions */
10246         for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
10247             TCGv_i32 tcg_op1 = tcg_temp_new_i32();
10248             TCGv_i32 tcg_op2 = tcg_temp_new_i32();
10249             TCGv_i64 tcg_passres;
10250             int elt = pass + is_q * 2;
10251
10252             read_vec_element_i32(s, tcg_op1, rn, elt, MO_32);
10253             read_vec_element_i32(s, tcg_op2, rm, elt, MO_32);
10254
10255             if (accop == 0) {
10256                 tcg_passres = tcg_res[pass];
10257             } else {
10258                 tcg_passres = tcg_temp_new_i64();
10259             }
10260
10261             switch (opcode) {
10262             case 0: /* SADDL, SADDL2, UADDL, UADDL2 */
10263             case 2: /* SSUBL, SSUBL2, USUBL, USUBL2 */
10264             {
10265                 TCGv_i64 tcg_op2_64 = tcg_temp_new_i64();
10266                 static NeonGenWidenFn * const widenfns[2][2] = {
10267                     { gen_helper_neon_widen_s8, gen_helper_neon_widen_u8 },
10268                     { gen_helper_neon_widen_s16, gen_helper_neon_widen_u16 },
10269                 };
10270                 NeonGenWidenFn *widenfn = widenfns[size][is_u];
10271
10272                 widenfn(tcg_op2_64, tcg_op2);
10273                 widenfn(tcg_passres, tcg_op1);
10274                 gen_neon_addl(size, (opcode == 2), tcg_passres,
10275                               tcg_passres, tcg_op2_64);
10276                 tcg_temp_free_i64(tcg_op2_64);
10277                 break;
10278             }
10279             case 5: /* SABAL, SABAL2, UABAL, UABAL2 */
10280             case 7: /* SABDL, SABDL2, UABDL, UABDL2 */
10281                 if (size == 0) {
10282                     if (is_u) {
10283                         gen_helper_neon_abdl_u16(tcg_passres, tcg_op1, tcg_op2);
10284                     } else {
10285                         gen_helper_neon_abdl_s16(tcg_passres, tcg_op1, tcg_op2);
10286                     }
10287                 } else {
10288                     if (is_u) {
10289                         gen_helper_neon_abdl_u32(tcg_passres, tcg_op1, tcg_op2);
10290                     } else {
10291                         gen_helper_neon_abdl_s32(tcg_passres, tcg_op1, tcg_op2);
10292                     }
10293                 }
10294                 break;
10295             case 8: /* SMLAL, SMLAL2, UMLAL, UMLAL2 */
10296             case 10: /* SMLSL, SMLSL2, UMLSL, UMLSL2 */
10297             case 12: /* UMULL, UMULL2, SMULL, SMULL2 */
10298                 if (size == 0) {
10299                     if (is_u) {
10300                         gen_helper_neon_mull_u8(tcg_passres, tcg_op1, tcg_op2);
10301                     } else {
10302                         gen_helper_neon_mull_s8(tcg_passres, tcg_op1, tcg_op2);
10303                     }
10304                 } else {
10305                     if (is_u) {
10306                         gen_helper_neon_mull_u16(tcg_passres, tcg_op1, tcg_op2);
10307                     } else {
10308                         gen_helper_neon_mull_s16(tcg_passres, tcg_op1, tcg_op2);
10309                     }
10310                 }
10311                 break;
10312             case 9: /* SQDMLAL, SQDMLAL2 */
10313             case 11: /* SQDMLSL, SQDMLSL2 */
10314             case 13: /* SQDMULL, SQDMULL2 */
10315                 assert(size == 1);
10316                 gen_helper_neon_mull_s16(tcg_passres, tcg_op1, tcg_op2);
10317                 gen_helper_neon_addl_saturate_s32(tcg_passres, cpu_env,
10318                                                   tcg_passres, tcg_passres);
10319                 break;
10320             case 14: /* PMULL */
10321                 assert(size == 0);
10322                 gen_helper_neon_mull_p8(tcg_passres, tcg_op1, tcg_op2);
10323                 break;
10324             default:
10325                 g_assert_not_reached();
10326             }
10327             tcg_temp_free_i32(tcg_op1);
10328             tcg_temp_free_i32(tcg_op2);
10329
10330             if (accop != 0) {
10331                 if (opcode == 9 || opcode == 11) {
10332                     /* saturating accumulate ops */
10333                     if (accop < 0) {
10334                         gen_helper_neon_negl_u32(tcg_passres, tcg_passres);
10335                     }
10336                     gen_helper_neon_addl_saturate_s32(tcg_res[pass], cpu_env,
10337                                                       tcg_res[pass],
10338                                                       tcg_passres);
10339                 } else {
10340                     gen_neon_addl(size, (accop < 0), tcg_res[pass],
10341                                   tcg_res[pass], tcg_passres);
10342                 }
10343                 tcg_temp_free_i64(tcg_passres);
10344             }
10345         }
10346     }
10347
10348     write_vec_element(s, tcg_res[0], rd, 0, MO_64);
10349     write_vec_element(s, tcg_res[1], rd, 1, MO_64);
10350     tcg_temp_free_i64(tcg_res[0]);
10351     tcg_temp_free_i64(tcg_res[1]);
10352 }
10353
10354 static void handle_3rd_wide(DisasContext *s, int is_q, int is_u, int size,
10355                             int opcode, int rd, int rn, int rm)
10356 {
10357     TCGv_i64 tcg_res[2];
10358     int part = is_q ? 2 : 0;
10359     int pass;
10360
10361     for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
10362         TCGv_i64 tcg_op1 = tcg_temp_new_i64();
10363         TCGv_i32 tcg_op2 = tcg_temp_new_i32();
10364         TCGv_i64 tcg_op2_wide = tcg_temp_new_i64();
10365         static NeonGenWidenFn * const widenfns[3][2] = {
10366             { gen_helper_neon_widen_s8, gen_helper_neon_widen_u8 },
10367             { gen_helper_neon_widen_s16, gen_helper_neon_widen_u16 },
10368             { tcg_gen_ext_i32_i64, tcg_gen_extu_i32_i64 },
10369         };
10370         NeonGenWidenFn *widenfn = widenfns[size][is_u];
10371
10372         read_vec_element(s, tcg_op1, rn, pass, MO_64);
10373         read_vec_element_i32(s, tcg_op2, rm, part + pass, MO_32);
10374         widenfn(tcg_op2_wide, tcg_op2);
10375         tcg_temp_free_i32(tcg_op2);
10376         tcg_res[pass] = tcg_temp_new_i64();
10377         gen_neon_addl(size, (opcode == 3),
10378                       tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2_wide);
10379         tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
10380         tcg_temp_free_i64(tcg_op2_wide);
10381     }
10382
10383     for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
10384         write_vec_element(s, tcg_res[pass], rd, pass, MO_64);
10385         tcg_temp_free_i64(tcg_res[pass]);
10386     }
10387 }
10388
10389 static void do_narrow_round_high_u32(TCGv_i32 res, TCGv_i64 in)
10390 {
10391     tcg_gen_addi_i64(in, in, 1U << 31);
10392     tcg_gen_extrh_i64_i32(res, in);
10393 }
10394
10395 static void handle_3rd_narrowing(DisasContext *s, int is_q, int is_u, int size,
10396                                  int opcode, int rd, int rn, int rm)
10397 {
10398     TCGv_i32 tcg_res[2];
10399     int part = is_q ? 2 : 0;
10400     int pass;
10401
10402     for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
10403         TCGv_i64 tcg_op1 = tcg_temp_new_i64();
10404         TCGv_i64 tcg_op2 = tcg_temp_new_i64();
10405         TCGv_i64 tcg_wideres = tcg_temp_new_i64();
10406         static NeonGenNarrowFn * const narrowfns[3][2] = {
10407             { gen_helper_neon_narrow_high_u8,
10408               gen_helper_neon_narrow_round_high_u8 },
10409             { gen_helper_neon_narrow_high_u16,
10410               gen_helper_neon_narrow_round_high_u16 },
10411             { tcg_gen_extrh_i64_i32, do_narrow_round_high_u32 },
10412         };
10413         NeonGenNarrowFn *gennarrow = narrowfns[size][is_u];
10414
10415         read_vec_element(s, tcg_op1, rn, pass, MO_64);
10416         read_vec_element(s, tcg_op2, rm, pass, MO_64);
10417
10418         gen_neon_addl(size, (opcode == 6), tcg_wideres, tcg_op1, tcg_op2);
10419
10420         tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
10421         tcg_temp_free_i64(tcg_op2);
10422
10423         tcg_res[pass] = tcg_temp_new_i32();
10424         gennarrow(tcg_res[pass], tcg_wideres);
10425         tcg_temp_free_i64(tcg_wideres);
10426     }
10427
10428     for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
10429         write_vec_element_i32(s, tcg_res[pass], rd, pass + part, MO_32);
10430         tcg_temp_free_i32(tcg_res[pass]);
10431     }
10432     clear_vec_high(s, is_q, rd);
10433 }
10434
10435 static void handle_pmull_64(DisasContext *s, int is_q, int rd, int rn, int rm)
10436 {
10437     /* PMULL of 64 x 64 -> 128 is an odd special case because it
10438      * is the only three-reg-diff instruction which produces a
10439      * 128-bit wide result from a single operation. However since
10440      * it's possible to calculate the two halves more or less
10441      * separately we just use two helper calls.
10442      */
10443     TCGv_i64 tcg_op1 = tcg_temp_new_i64();
10444     TCGv_i64 tcg_op2 = tcg_temp_new_i64();
10445     TCGv_i64 tcg_res = tcg_temp_new_i64();
10446
10447     read_vec_element(s, tcg_op1, rn, is_q, MO_64);
10448     read_vec_element(s, tcg_op2, rm, is_q, MO_64);
10449     gen_helper_neon_pmull_64_lo(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2);
10450     write_vec_element(s, tcg_res, rd, 0, MO_64);
10451     gen_helper_neon_pmull_64_hi(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2);
10452     write_vec_element(s, tcg_res, rd, 1, MO_64);
10453
10454     tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
10455     tcg_temp_free_i64(tcg_op2);
10456     tcg_temp_free_i64(tcg_res);
10457 }
10458
10459 /* AdvSIMD three different
10460  *   31  30  29 28       24 23  22  21 20  16 15    12 11 10 9    5 4    0
10461  * +---+---+---+-----------+------+---+------+--------+-----+------+------+
10462  * | 0 | Q | U | 0 1 1 1 0 | size | 1 |  Rm  | opcode | 0 0 |  Rn  |  Rd  |
10463  * +---+---+---+-----------+------+---+------+--------+-----+------+------+
10464  */
10465 static void disas_simd_three_reg_diff(DisasContext *s, uint32_t insn)
10466 {
10467     /* Instructions in this group fall into three basic classes
10468      * (in each case with the operation working on each element in
10469      * the input vectors):
10470      * (1) widening 64 x 64 -> 128 (with possibly Vd as an extra
10471      *     128 bit input)
10472      * (2) wide 64 x 128 -> 128
10473      * (3) narrowing 128 x 128 -> 64
10474      * Here we do initial decode, catch unallocated cases and
10475      * dispatch to separate functions for each class.
10476      */
10477     int is_q = extract32(insn, 30, 1);
10478     int is_u = extract32(insn, 29, 1);
10479     int size = extract32(insn, 22, 2);
10480     int opcode = extract32(insn, 12, 4);
10481     int rm = extract32(insn, 16, 5);
10482     int rn = extract32(insn, 5, 5);
10483     int rd = extract32(insn, 0, 5);
10484
10485     switch (opcode) {
10486     case 1: /* SADDW, SADDW2, UADDW, UADDW2 */
10487     case 3: /* SSUBW, SSUBW2, USUBW, USUBW2 */
10488         /* 64 x 128 -> 128 */
10489         if (size == 3) {
10490             unallocated_encoding(s);
10491             return;
10492         }
10493         if (!fp_access_check(s)) {
10494             return;
10495         }
10496         handle_3rd_wide(s, is_q, is_u, size, opcode, rd, rn, rm);
10497         break;
10498     case 4: /* ADDHN, ADDHN2, RADDHN, RADDHN2 */
10499     case 6: /* SUBHN, SUBHN2, RSUBHN, RSUBHN2 */
10500         /* 128 x 128 -> 64 */
10501         if (size == 3) {
10502             unallocated_encoding(s);
10503             return;
10504         }
10505         if (!fp_access_check(s)) {
10506             return;
10507         }
10508         handle_3rd_narrowing(s, is_q, is_u, size, opcode, rd, rn, rm);
10509         break;
10510     case 14: /* PMULL, PMULL2 */
10511         if (is_u || size == 1 || size == 2) {
10512             unallocated_encoding(s);
10513             return;
10514         }
10515         if (size == 3) {
10516             if (!dc_isar_feature(aa64_pmull, s)) {
10517                 unallocated_encoding(s);
10518                 return;
10519             }
10520             if (!fp_access_check(s)) {
10521                 return;
10522             }
10523             handle_pmull_64(s, is_q, rd, rn, rm);
10524             return;
10525         }
10526         goto is_widening;
10527     case 9: /* SQDMLAL, SQDMLAL2 */
10528     case 11: /* SQDMLSL, SQDMLSL2 */
10529     case 13: /* SQDMULL, SQDMULL2 */
10530         if (is_u || size == 0) {
10531             unallocated_encoding(s);
10532             return;
10533         }
10534         /* fall through */
10535     case 0: /* SADDL, SADDL2, UADDL, UADDL2 */
10536     case 2: /* SSUBL, SSUBL2, USUBL, USUBL2 */
10537     case 5: /* SABAL, SABAL2, UABAL, UABAL2 */
10538     case 7: /* SABDL, SABDL2, UABDL, UABDL2 */
10539     case 8: /* SMLAL, SMLAL2, UMLAL, UMLAL2 */
10540     case 10: /* SMLSL, SMLSL2, UMLSL, UMLSL2 */
10541     case 12: /* SMULL, SMULL2, UMULL, UMULL2 */
10542         /* 64 x 64 -> 128 */
10543         if (size == 3) {
10544             unallocated_encoding(s);
10545             return;
10546         }
10547     is_widening:
10548         if (!fp_access_check(s)) {
10549             return;
10550         }
10551
10552         handle_3rd_widening(s, is_q, is_u, size, opcode, rd, rn, rm);
10553         break;
10554     default:
10555         /* opcode 15 not allocated */
10556         unallocated_encoding(s);
10557         break;
10558     }
10559 }
10560
10561 /* Logic op (opcode == 3) subgroup of C3.6.16. */
10562 static void disas_simd_3same_logic(DisasContext *s, uint32_t insn)
10563 {
10564     int rd = extract32(insn, 0, 5);
10565     int rn = extract32(insn, 5, 5);
10566     int rm = extract32(insn, 16, 5);
10567     int size = extract32(insn, 22, 2);
10568     bool is_u = extract32(insn, 29, 1);
10569     bool is_q = extract32(insn, 30, 1);
10570
10571     if (!fp_access_check(s)) {
10572         return;
10573     }
10574
10575     switch (size + 4 * is_u) {
10576     case 0: /* AND */
10577         gen_gvec_fn3(s, is_q, rd, rn, rm, tcg_gen_gvec_and, 0);
10578         return;
10579     case 1: /* BIC */
10580         gen_gvec_fn3(s, is_q, rd, rn, rm, tcg_gen_gvec_andc, 0);
10581         return;
10582     case 2: /* ORR */
10583         if (rn == rm) { /* MOV */
10584             gen_gvec_fn2(s, is_q, rd, rn, tcg_gen_gvec_mov, 0);
10585         } else {
10586             gen_gvec_fn3(s, is_q, rd, rn, rm, tcg_gen_gvec_or, 0);
10587         }
10588         return;
10589     case 3: /* ORN */
10590         gen_gvec_fn3(s, is_q, rd, rn, rm, tcg_gen_gvec_orc, 0);
10591         return;
10592     case 4: /* EOR */
10593         gen_gvec_fn3(s, is_q, rd, rn, rm, tcg_gen_gvec_xor, 0);
10594         return;
10595
10596     case 5: /* BSL bitwise select */
10597         gen_gvec_op3(s, is_q, rd, rn, rm, &bsl_op);
10598         return;
10599     case 6: /* BIT, bitwise insert if true */
10600         gen_gvec_op3(s, is_q, rd, rn, rm, &bit_op);
10601         return;
10602     case 7: /* BIF, bitwise insert if false */
10603         gen_gvec_op3(s, is_q, rd, rn, rm, &bif_op);
10604         return;
10605
10606     default:
10607         g_assert_not_reached();
10608     }
10609 }
10610
10611 /* Pairwise op subgroup of C3.6.16.
10612  *
10613  * This is called directly or via the handle_3same_float for float pairwise
10614  * operations where the opcode and size are calculated differently.
10615  */
10616 static void handle_simd_3same_pair(DisasContext *s, int is_q, int u, int opcode,
10617                                    int size, int rn, int rm, int rd)
10618 {
10619     TCGv_ptr fpst;
10620     int pass;
10621
10622     /* Floating point operations need fpst */
10623     if (opcode >= 0x58) {
10624         fpst = get_fpstatus_ptr(false);
10625     } else {
10626         fpst = NULL;
10627     }
10628
10629     if (!fp_access_check(s)) {
10630         return;
10631     }
10632
10633     /* These operations work on the concatenated rm:rn, with each pair of
10634      * adjacent elements being operated on to produce an element in the result.
10635      */
10636     if (size == 3) {
10637         TCGv_i64 tcg_res[2];
10638
10639         for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
10640             TCGv_i64 tcg_op1 = tcg_temp_new_i64();
10641             TCGv_i64 tcg_op2 = tcg_temp_new_i64();
10642             int passreg = (pass == 0) ? rn : rm;
10643
10644             read_vec_element(s, tcg_op1, passreg, 0, MO_64);
10645             read_vec_element(s, tcg_op2, passreg, 1, MO_64);
10646             tcg_res[pass] = tcg_temp_new_i64();
10647
10648             switch (opcode) {
10649             case 0x17: /* ADDP */
10650                 tcg_gen_add_i64(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2);
10651                 break;
10652             case 0x58: /* FMAXNMP */
10653                 gen_helper_vfp_maxnumd(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2, fpst);
10654                 break;
10655             case 0x5a: /* FADDP */
10656                 gen_helper_vfp_addd(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2, fpst);
10657                 break;
10658             case 0x5e: /* FMAXP */
10659                 gen_helper_vfp_maxd(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2, fpst);
10660                 break;
10661             case 0x78: /* FMINNMP */
10662                 gen_helper_vfp_minnumd(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2, fpst);
10663                 break;
10664             case 0x7e: /* FMINP */
10665                 gen_helper_vfp_mind(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2, fpst);
10666                 break;
10667             default:
10668                 g_assert_not_reached();
10669             }
10670
10671             tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
10672             tcg_temp_free_i64(tcg_op2);
10673         }
10674
10675         for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
10676             write_vec_element(s, tcg_res[pass], rd, pass, MO_64);
10677             tcg_temp_free_i64(tcg_res[pass]);
10678         }
10679     } else {
10680         int maxpass = is_q ? 4 : 2;
10681         TCGv_i32 tcg_res[4];
10682
10683         for (pass = 0; pass < maxpass; pass++) {
10684             TCGv_i32 tcg_op1 = tcg_temp_new_i32();
10685             TCGv_i32 tcg_op2 = tcg_temp_new_i32();
10686             NeonGenTwoOpFn *genfn = NULL;
10687             int passreg = pass < (maxpass / 2) ? rn : rm;
10688             int passelt = (is_q && (pass & 1)) ? 2 : 0;
10689
10690             read_vec_element_i32(s, tcg_op1, passreg, passelt, MO_32);
10691             read_vec_element_i32(s, tcg_op2, passreg, passelt + 1, MO_32);
10692             tcg_res[pass] = tcg_temp_new_i32();
10693
10694             switch (opcode) {
10695             case 0x17: /* ADDP */
10696             {
10697                 static NeonGenTwoOpFn * const fns[3] = {
10698                     gen_helper_neon_padd_u8,
10699                     gen_helper_neon_padd_u16,
10700                     tcg_gen_add_i32,
10701                 };
10702                 genfn = fns[size];
10703                 break;
10704             }
10705             case 0x14: /* SMAXP, UMAXP */
10706             {
10707                 static NeonGenTwoOpFn * const fns[3][2] = {
10708                     { gen_helper_neon_pmax_s8, gen_helper_neon_pmax_u8 },
10709                     { gen_helper_neon_pmax_s16, gen_helper_neon_pmax_u16 },
10710                     { tcg_gen_smax_i32, tcg_gen_umax_i32 },
10711                 };
10712                 genfn = fns[size][u];
10713                 break;
10714             }
10715             case 0x15: /* SMINP, UMINP */
10716             {
10717                 static NeonGenTwoOpFn * const fns[3][2] = {
10718                     { gen_helper_neon_pmin_s8, gen_helper_neon_pmin_u8 },
10719                     { gen_helper_neon_pmin_s16, gen_helper_neon_pmin_u16 },
10720                     { tcg_gen_smin_i32, tcg_gen_umin_i32 },
10721                 };
10722                 genfn = fns[size][u];
10723                 break;
10724             }
10725             /* The FP operations are all on single floats (32 bit) */
10726             case 0x58: /* FMAXNMP */
10727                 gen_helper_vfp_maxnums(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2, fpst);
10728                 break;
10729             case 0x5a: /* FADDP */
10730                 gen_helper_vfp_adds(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2, fpst);
10731                 break;
10732             case 0x5e: /* FMAXP */
10733                 gen_helper_vfp_maxs(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2, fpst);
10734                 break;
10735             case 0x78: /* FMINNMP */
10736                 gen_helper_vfp_minnums(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2, fpst);
10737                 break;
10738             case 0x7e: /* FMINP */
10739                 gen_helper_vfp_mins(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2, fpst);
10740                 break;
10741             default:
10742                 g_assert_not_reached();
10743             }
10744
10745             /* FP ops called directly, otherwise call now */
10746             if (genfn) {
10747                 genfn(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2);
10748             }
10749
10750             tcg_temp_free_i32(tcg_op1);
10751             tcg_temp_free_i32(tcg_op2);
10752         }
10753
10754         for (pass = 0; pass < maxpass; pass++) {
10755             write_vec_element_i32(s, tcg_res[pass], rd, pass, MO_32);
10756             tcg_temp_free_i32(tcg_res[pass]);
10757         }
10758         clear_vec_high(s, is_q, rd);
10759     }
10760
10761     if (fpst) {
10762         tcg_temp_free_ptr(fpst);
10763     }
10764 }
10765
10766 /* Floating point op subgroup of C3.6.16. */
10767 static void disas_simd_3same_float(DisasContext *s, uint32_t insn)
10768 {
10769     /* For floating point ops, the U, size[1] and opcode bits
10770      * together indicate the operation. size[0] indicates single
10771      * or double.
10772      */
10773     int fpopcode = extract32(insn, 11, 5)
10774         | (extract32(insn, 23, 1) << 5)
10775         | (extract32(insn, 29, 1) << 6);
10776     int is_q = extract32(insn, 30, 1);
10777     int size = extract32(insn, 22, 1);
10778     int rm = extract32(insn, 16, 5);
10779     int rn = extract32(insn, 5, 5);
10780     int rd = extract32(insn, 0, 5);
10781
10782     int datasize = is_q ? 128 : 64;
10783     int esize = 32 << size;
10784     int elements = datasize / esize;
10785
10786     if (size == 1 && !is_q) {
10787         unallocated_encoding(s);
10788         return;
10789     }
10790
10791     switch (fpopcode) {
10792     case 0x58: /* FMAXNMP */
10793     case 0x5a: /* FADDP */
10794     case 0x5e: /* FMAXP */
10795     case 0x78: /* FMINNMP */
10796     case 0x7e: /* FMINP */
10797         if (size && !is_q) {
10798             unallocated_encoding(s);
10799             return;
10800         }
10801         handle_simd_3same_pair(s, is_q, 0, fpopcode, size ? MO_64 : MO_32,
10802                                rn, rm, rd);
10803         return;
10804     case 0x1b: /* FMULX */
10805     case 0x1f: /* FRECPS */
10806     case 0x3f: /* FRSQRTS */
10807     case 0x5d: /* FACGE */
10808     case 0x7d: /* FACGT */
10809     case 0x19: /* FMLA */
10810     case 0x39: /* FMLS */
10811     case 0x18: /* FMAXNM */
10812     case 0x1a: /* FADD */
10813     case 0x1c: /* FCMEQ */
10814     case 0x1e: /* FMAX */
10815     case 0x38: /* FMINNM */
10816     case 0x3a: /* FSUB */
10817     case 0x3e: /* FMIN */
10818     case 0x5b: /* FMUL */
10819     case 0x5c: /* FCMGE */
10820     case 0x5f: /* FDIV */
10821     case 0x7a: /* FABD */
10822     case 0x7c: /* FCMGT */
10823         if (!fp_access_check(s)) {
10824             return;
10825         }
10826
10827         handle_3same_float(s, size, elements, fpopcode, rd, rn, rm);
10828         return;
10829     default:
10830         unallocated_encoding(s);
10831         return;
10832     }
10833 }
10834
10835 /* Integer op subgroup of C3.6.16. */
10836 static void disas_simd_3same_int(DisasContext *s, uint32_t insn)
10837 {
10838     int is_q = extract32(insn, 30, 1);
10839     int u = extract32(insn, 29, 1);
10840     int size = extract32(insn, 22, 2);
10841     int opcode = extract32(insn, 11, 5);
10842     int rm = extract32(insn, 16, 5);
10843     int rn = extract32(insn, 5, 5);
10844     int rd = extract32(insn, 0, 5);
10845     int pass;
10846     TCGCond cond;
10847
10848     switch (opcode) {
10849     case 0x13: /* MUL, PMUL */
10850         if (u && size != 0) {
10851             unallocated_encoding(s);
10852             return;
10853         }
10854         /* fall through */
10855     case 0x0: /* SHADD, UHADD */
10856     case 0x2: /* SRHADD, URHADD */
10857     case 0x4: /* SHSUB, UHSUB */
10858     case 0xc: /* SMAX, UMAX */
10859     case 0xd: /* SMIN, UMIN */
10860     case 0xe: /* SABD, UABD */
10861     case 0xf: /* SABA, UABA */
10862     case 0x12: /* MLA, MLS */
10863         if (size == 3) {
10864             unallocated_encoding(s);
10865             return;
10866         }
10867         break;
10868     case 0x16: /* SQDMULH, SQRDMULH */
10869         if (size == 0 || size == 3) {
10870             unallocated_encoding(s);
10871             return;
10872         }
10873         break;
10874     default:
10875         if (size == 3 && !is_q) {
10876             unallocated_encoding(s);
10877             return;
10878         }
10879         break;
10880     }
10881
10882     if (!fp_access_check(s)) {
10883         return;
10884     }
10885
10886     switch (opcode) {
10887     case 0x10: /* ADD, SUB */
10888         if (u) {
10889             gen_gvec_fn3(s, is_q, rd, rn, rm, tcg_gen_gvec_sub, size);
10890         } else {
10891             gen_gvec_fn3(s, is_q, rd, rn, rm, tcg_gen_gvec_add, size);
10892         }
10893         return;
10894     case 0x13: /* MUL, PMUL */
10895         if (!u) { /* MUL */
10896             gen_gvec_fn3(s, is_q, rd, rn, rm, tcg_gen_gvec_mul, size);
10897             return;
10898         }
10899         break;
10900     case 0x12: /* MLA, MLS */
10901         if (u) {
10902             gen_gvec_op3(s, is_q, rd, rn, rm, &mls_op[size]);
10903         } else {
10904             gen_gvec_op3(s, is_q, rd, rn, rm, &mla_op[size]);
10905         }
10906         return;
10907     case 0x11:
10908         if (!u) { /* CMTST */
10909             gen_gvec_op3(s, is_q, rd, rn, rm, &cmtst_op[size]);
10910             return;
10911         }
10912         /* else CMEQ */
10913         cond = TCG_COND_EQ;
10914         goto do_gvec_cmp;
10915     case 0x06: /* CMGT, CMHI */
10916         cond = u ? TCG_COND_GTU : TCG_COND_GT;
10917         goto do_gvec_cmp;
10918     case 0x07: /* CMGE, CMHS */
10919         cond = u ? TCG_COND_GEU : TCG_COND_GE;
10920     do_gvec_cmp:
10921         tcg_gen_gvec_cmp(cond, size, vec_full_reg_offset(s, rd),
10922                          vec_full_reg_offset(s, rn),
10923                          vec_full_reg_offset(s, rm),
10924                          is_q ? 16 : 8, vec_full_reg_size(s));
10925         return;
10926     }
10927
10928     if (size == 3) {
10929         assert(is_q);
10930         for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
10931             TCGv_i64 tcg_op1 = tcg_temp_new_i64();
10932             TCGv_i64 tcg_op2 = tcg_temp_new_i64();
10933             TCGv_i64 tcg_res = tcg_temp_new_i64();
10934
10935             read_vec_element(s, tcg_op1, rn, pass, MO_64);
10936             read_vec_element(s, tcg_op2, rm, pass, MO_64);
10937
10938             handle_3same_64(s, opcode, u, tcg_res, tcg_op1, tcg_op2);
10939
10940             write_vec_element(s, tcg_res, rd, pass, MO_64);
10941
10942             tcg_temp_free_i64(tcg_res);
10943             tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
10944             tcg_temp_free_i64(tcg_op2);
10945         }
10946     } else {
10947         for (pass = 0; pass < (is_q ? 4 : 2); pass++) {
10948             TCGv_i32 tcg_op1 = tcg_temp_new_i32();
10949             TCGv_i32 tcg_op2 = tcg_temp_new_i32();
10950             TCGv_i32 tcg_res = tcg_temp_new_i32();
10951             NeonGenTwoOpFn *genfn = NULL;
10952             NeonGenTwoOpEnvFn *genenvfn = NULL;
10953
10954             read_vec_element_i32(s, tcg_op1, rn, pass, MO_32);
10955             read_vec_element_i32(s, tcg_op2, rm, pass, MO_32);
10956
10957             switch (opcode) {
10958             case 0x0: /* SHADD, UHADD */
10959             {
10960                 static NeonGenTwoOpFn * const fns[3][2] = {
10961                     { gen_helper_neon_hadd_s8, gen_helper_neon_hadd_u8 },
10962                     { gen_helper_neon_hadd_s16, gen_helper_neon_hadd_u16 },
10963                     { gen_helper_neon_hadd_s32, gen_helper_neon_hadd_u32 },
10964                 };
10965                 genfn = fns[size][u];
10966                 break;
10967             }
10968             case 0x1: /* SQADD, UQADD */
10969             {
10970                 static NeonGenTwoOpEnvFn * const fns[3][2] = {
10971                     { gen_helper_neon_qadd_s8, gen_helper_neon_qadd_u8 },
10972                     { gen_helper_neon_qadd_s16, gen_helper_neon_qadd_u16 },
10973                     { gen_helper_neon_qadd_s32, gen_helper_neon_qadd_u32 },
10974                 };
10975                 genenvfn = fns[size][u];
10976                 break;
10977             }
10978             case 0x2: /* SRHADD, URHADD */
10979             {
10980                 static NeonGenTwoOpFn * const fns[3][2] = {
10981                     { gen_helper_neon_rhadd_s8, gen_helper_neon_rhadd_u8 },
10982                     { gen_helper_neon_rhadd_s16, gen_helper_neon_rhadd_u16 },
10983                     { gen_helper_neon_rhadd_s32, gen_helper_neon_rhadd_u32 },
10984                 };
10985                 genfn = fns[size][u];
10986                 break;
10987             }
10988             case 0x4: /* SHSUB, UHSUB */
10989             {
10990                 static NeonGenTwoOpFn * const fns[3][2] = {
10991                     { gen_helper_neon_hsub_s8, gen_helper_neon_hsub_u8 },
10992                     { gen_helper_neon_hsub_s16, gen_helper_neon_hsub_u16 },
10993                     { gen_helper_neon_hsub_s32, gen_helper_neon_hsub_u32 },
10994                 };
10995                 genfn = fns[size][u];
10996                 break;
10997             }
10998             case 0x5: /* SQSUB, UQSUB */
10999             {
11000                 static NeonGenTwoOpEnvFn * const fns[3][2] = {
11001                     { gen_helper_neon_qsub_s8, gen_helper_neon_qsub_u8 },
11002                     { gen_helper_neon_qsub_s16, gen_helper_neon_qsub_u16 },
11003                     { gen_helper_neon_qsub_s32, gen_helper_neon_qsub_u32 },
11004                 };
11005                 genenvfn = fns[size][u];
11006                 break;
11007             }
11008             case 0x8: /* SSHL, USHL */
11009             {
11010                 static NeonGenTwoOpFn * const fns[3][2] = {
11011                     { gen_helper_neon_shl_s8, gen_helper_neon_shl_u8 },
11012                     { gen_helper_neon_shl_s16, gen_helper_neon_shl_u16 },
11013                     { gen_helper_neon_shl_s32, gen_helper_neon_shl_u32 },
11014                 };
11015                 genfn = fns[size][u];
11016                 break;
11017             }
11018             case 0x9: /* SQSHL, UQSHL */
11019             {
11020                 static NeonGenTwoOpEnvFn * const fns[3][2] = {
11021                     { gen_helper_neon_qshl_s8, gen_helper_neon_qshl_u8 },
11022                     { gen_helper_neon_qshl_s16, gen_helper_neon_qshl_u16 },
11023                     { gen_helper_neon_qshl_s32, gen_helper_neon_qshl_u32 },
11024                 };
11025                 genenvfn = fns[size][u];
11026                 break;
11027             }
11028             case 0xa: /* SRSHL, URSHL */
11029             {
11030                 static NeonGenTwoOpFn * const fns[3][2] = {
11031                     { gen_helper_neon_rshl_s8, gen_helper_neon_rshl_u8 },
11032                     { gen_helper_neon_rshl_s16, gen_helper_neon_rshl_u16 },
11033                     { gen_helper_neon_rshl_s32, gen_helper_neon_rshl_u32 },
11034                 };
11035                 genfn = fns[size][u];
11036                 break;
11037             }
11038             case 0xb: /* SQRSHL, UQRSHL */
11039             {
11040                 static NeonGenTwoOpEnvFn * const fns[3][2] = {
11041                     { gen_helper_neon_qrshl_s8, gen_helper_neon_qrshl_u8 },
11042                     { gen_helper_neon_qrshl_s16, gen_helper_neon_qrshl_u16 },
11043                     { gen_helper_neon_qrshl_s32, gen_helper_neon_qrshl_u32 },
11044                 };
11045                 genenvfn = fns[size][u];
11046                 break;
11047             }
11048             case 0xc: /* SMAX, UMAX */
11049             {
11050                 static NeonGenTwoOpFn * const fns[3][2] = {
11051                     { gen_helper_neon_max_s8, gen_helper_neon_max_u8 },
11052                     { gen_helper_neon_max_s16, gen_helper_neon_max_u16 },
11053                     { tcg_gen_smax_i32, tcg_gen_umax_i32 },
11054                 };
11055                 genfn = fns[size][u];
11056                 break;
11057             }
11058
11059             case 0xd: /* SMIN, UMIN */
11060             {
11061                 static NeonGenTwoOpFn * const fns[3][2] = {
11062                     { gen_helper_neon_min_s8, gen_helper_neon_min_u8 },
11063                     { gen_helper_neon_min_s16, gen_helper_neon_min_u16 },
11064                     { tcg_gen_smin_i32, tcg_gen_umin_i32 },
11065                 };
11066                 genfn = fns[size][u];
11067                 break;
11068             }
11069             case 0xe: /* SABD, UABD */
11070             case 0xf: /* SABA, UABA */
11071             {
11072                 static NeonGenTwoOpFn * const fns[3][2] = {
11073                     { gen_helper_neon_abd_s8, gen_helper_neon_abd_u8 },
11074                     { gen_helper_neon_abd_s16, gen_helper_neon_abd_u16 },
11075                     { gen_helper_neon_abd_s32, gen_helper_neon_abd_u32 },
11076                 };
11077                 genfn = fns[size][u];
11078                 break;
11079             }
11080             case 0x13: /* MUL, PMUL */
11081                 assert(u); /* PMUL */
11082                 assert(size == 0);
11083                 genfn = gen_helper_neon_mul_p8;
11084                 break;
11085             case 0x16: /* SQDMULH, SQRDMULH */
11086             {
11087                 static NeonGenTwoOpEnvFn * const fns[2][2] = {
11088                     { gen_helper_neon_qdmulh_s16, gen_helper_neon_qrdmulh_s16 },
11089                     { gen_helper_neon_qdmulh_s32, gen_helper_neon_qrdmulh_s32 },
11090                 };
11091                 assert(size == 1 || size == 2);
11092                 genenvfn = fns[size - 1][u];
11093                 break;
11094             }
11095             default:
11096                 g_assert_not_reached();
11097             }
11098
11099             if (genenvfn) {
11100                 genenvfn(tcg_res, cpu_env, tcg_op1, tcg_op2);
11101             } else {
11102                 genfn(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2);
11103             }
11104
11105             if (opcode == 0xf) {
11106                 /* SABA, UABA: accumulating ops */
11107                 static NeonGenTwoOpFn * const fns[3] = {
11108                     gen_helper_neon_add_u8,
11109                     gen_helper_neon_add_u16,
11110                     tcg_gen_add_i32,
11111                 };
11112
11113                 read_vec_element_i32(s, tcg_op1, rd, pass, MO_32);
11114                 fns[size](tcg_res, tcg_op1, tcg_res);
11115             }
11116
11117             write_vec_element_i32(s, tcg_res, rd, pass, MO_32);
11118
11119             tcg_temp_free_i32(tcg_res);
11120             tcg_temp_free_i32(tcg_op1);
11121             tcg_temp_free_i32(tcg_op2);
11122         }
11123     }
11124     clear_vec_high(s, is_q, rd);
11125 }
11126
11127 /* AdvSIMD three same
11128  *  31  30  29  28       24 23  22  21 20  16 15    11  10 9    5 4    0
11129  * +---+---+---+-----------+------+---+------+--------+---+------+------+
11130  * | 0 | Q | U | 0 1 1 1 0 | size | 1 |  Rm  | opcode | 1 |  Rn  |  Rd  |
11131  * +---+---+---+-----------+------+---+------+--------+---+------+------+
11132  */
11133 static void disas_simd_three_reg_same(DisasContext *s, uint32_t insn)
11134 {
11135     int opcode = extract32(insn, 11, 5);
11136
11137     switch (opcode) {
11138     case 0x3: /* logic ops */
11139         disas_simd_3same_logic(s, insn);
11140         break;
11141     case 0x17: /* ADDP */
11142     case 0x14: /* SMAXP, UMAXP */
11143     case 0x15: /* SMINP, UMINP */
11144     {
11145         /* Pairwise operations */
11146         int is_q = extract32(insn, 30, 1);
11147         int u = extract32(insn, 29, 1);
11148         int size = extract32(insn, 22, 2);
11149         int rm = extract32(insn, 16, 5);
11150         int rn = extract32(insn, 5, 5);
11151         int rd = extract32(insn, 0, 5);
11152         if (opcode == 0x17) {
11153             if (u || (size == 3 && !is_q)) {
11154                 unallocated_encoding(s);
11155                 return;
11156             }
11157         } else {
11158             if (size == 3) {
11159                 unallocated_encoding(s);
11160                 return;
11161             }
11162         }
11163         handle_simd_3same_pair(s, is_q, u, opcode, size, rn, rm, rd);
11164         break;
11165     }
11166     case 0x18 ... 0x31:
11167         /* floating point ops, sz[1] and U are part of opcode */
11168         disas_simd_3same_float(s, insn);
11169         break;
11170     default:
11171         disas_simd_3same_int(s, insn);
11172         break;
11173     }
11174 }
11175
11176 /*
11177  * Advanced SIMD three same (ARMv8.2 FP16 variants)
11178  *
11179  *  31  30  29  28       24 23  22 21 20  16 15 14 13    11 10  9    5 4    0
11180  * +---+---+---+-----------+---------+------+-----+--------+---+------+------+
11181  * | 0 | Q | U | 0 1 1 1 0 | a | 1 0 |  Rm  | 0 0 | opcode | 1 |  Rn  |  Rd  |
11182  * +---+---+---+-----------+---------+------+-----+--------+---+------+------+
11183  *
11184  * This includes FMULX, FCMEQ (register), FRECPS, FRSQRTS, FCMGE
11185  * (register), FACGE, FABD, FCMGT (register) and FACGT.
11186  *
11187  */
11188 static void disas_simd_three_reg_same_fp16(DisasContext *s, uint32_t insn)
11189 {
11190     int opcode, fpopcode;
11191     int is_q, u, a, rm, rn, rd;
11192     int datasize, elements;
11193     int pass;
11194     TCGv_ptr fpst;
11195     bool pairwise = false;
11196
11197     if (!dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
11198         unallocated_encoding(s);
11199         return;
11200     }
11201
11202     if (!fp_access_check(s)) {
11203         return;
11204     }
11205
11206     /* For these floating point ops, the U, a and opcode bits
11207      * together indicate the operation.
11208      */
11209     opcode = extract32(insn, 11, 3);
11210     u = extract32(insn, 29, 1);
11211     a = extract32(insn, 23, 1);
11212     is_q = extract32(insn, 30, 1);
11213     rm = extract32(insn, 16, 5);
11214     rn = extract32(insn, 5, 5);
11215     rd = extract32(insn, 0, 5);
11216
11217     fpopcode = opcode | (a << 3) |  (u << 4);
11218     datasize = is_q ? 128 : 64;
11219     elements = datasize / 16;
11220
11221     switch (fpopcode) {
11222     case 0x10: /* FMAXNMP */
11223     case 0x12: /* FADDP */
11224     case 0x16: /* FMAXP */
11225     case 0x18: /* FMINNMP */
11226     case 0x1e: /* FMINP */
11227         pairwise = true;
11228         break;
11229     }
11230
11231     fpst = get_fpstatus_ptr(true);
11232
11233     if (pairwise) {
11234         int maxpass = is_q ? 8 : 4;
11235         TCGv_i32 tcg_op1 = tcg_temp_new_i32();
11236         TCGv_i32 tcg_op2 = tcg_temp_new_i32();
11237         TCGv_i32 tcg_res[8];
11238
11239         for (pass = 0; pass < maxpass; pass++) {
11240             int passreg = pass < (maxpass / 2) ? rn : rm;
11241             int passelt = (pass << 1) & (maxpass - 1);
11242
11243             read_vec_element_i32(s, tcg_op1, passreg, passelt, MO_16);
11244             read_vec_element_i32(s, tcg_op2, passreg, passelt + 1, MO_16);
11245             tcg_res[pass] = tcg_temp_new_i32();
11246
11247             switch (fpopcode) {
11248             case 0x10: /* FMAXNMP */
11249                 gen_helper_advsimd_maxnumh(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2,
11250                                            fpst);
11251                 break;
11252             case 0x12: /* FADDP */
11253                 gen_helper_advsimd_addh(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11254                 break;
11255             case 0x16: /* FMAXP */
11256                 gen_helper_advsimd_maxh(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11257                 break;
11258             case 0x18: /* FMINNMP */
11259                 gen_helper_advsimd_minnumh(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2,
11260                                            fpst);
11261                 break;
11262             case 0x1e: /* FMINP */
11263                 gen_helper_advsimd_minh(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11264                 break;
11265             default:
11266                 g_assert_not_reached();
11267             }
11268         }
11269
11270         for (pass = 0; pass < maxpass; pass++) {
11271             write_vec_element_i32(s, tcg_res[pass], rd, pass, MO_16);
11272             tcg_temp_free_i32(tcg_res[pass]);
11273         }
11274
11275         tcg_temp_free_i32(tcg_op1);
11276         tcg_temp_free_i32(tcg_op2);
11277
11278     } else {
11279         for (pass = 0; pass < elements; pass++) {
11280             TCGv_i32 tcg_op1 = tcg_temp_new_i32();
11281             TCGv_i32 tcg_op2 = tcg_temp_new_i32();
11282             TCGv_i32 tcg_res = tcg_temp_new_i32();
11283
11284             read_vec_element_i32(s, tcg_op1, rn, pass, MO_16);
11285             read_vec_element_i32(s, tcg_op2, rm, pass, MO_16);
11286
11287             switch (fpopcode) {
11288             case 0x0: /* FMAXNM */
11289                 gen_helper_advsimd_maxnumh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11290                 break;
11291             case 0x1: /* FMLA */
11292                 read_vec_element_i32(s, tcg_res, rd, pass, MO_16);
11293                 gen_helper_advsimd_muladdh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, tcg_res,
11294                                            fpst);
11295                 break;
11296             case 0x2: /* FADD */
11297                 gen_helper_advsimd_addh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11298                 break;
11299             case 0x3: /* FMULX */
11300                 gen_helper_advsimd_mulxh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11301                 break;
11302             case 0x4: /* FCMEQ */
11303                 gen_helper_advsimd_ceq_f16(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11304                 break;
11305             case 0x6: /* FMAX */
11306                 gen_helper_advsimd_maxh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11307                 break;
11308             case 0x7: /* FRECPS */
11309                 gen_helper_recpsf_f16(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11310                 break;
11311             case 0x8: /* FMINNM */
11312                 gen_helper_advsimd_minnumh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11313                 break;
11314             case 0x9: /* FMLS */
11315                 /* As usual for ARM, separate negation for fused multiply-add */
11316                 tcg_gen_xori_i32(tcg_op1, tcg_op1, 0x8000);
11317                 read_vec_element_i32(s, tcg_res, rd, pass, MO_16);
11318                 gen_helper_advsimd_muladdh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, tcg_res,
11319                                            fpst);
11320                 break;
11321             case 0xa: /* FSUB */
11322                 gen_helper_advsimd_subh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11323                 break;
11324             case 0xe: /* FMIN */
11325                 gen_helper_advsimd_minh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11326                 break;
11327             case 0xf: /* FRSQRTS */
11328                 gen_helper_rsqrtsf_f16(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11329                 break;
11330             case 0x13: /* FMUL */
11331                 gen_helper_advsimd_mulh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11332                 break;
11333             case 0x14: /* FCMGE */
11334                 gen_helper_advsimd_cge_f16(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11335                 break;
11336             case 0x15: /* FACGE */
11337                 gen_helper_advsimd_acge_f16(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11338                 break;
11339             case 0x17: /* FDIV */
11340                 gen_helper_advsimd_divh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11341                 break;
11342             case 0x1a: /* FABD */
11343                 gen_helper_advsimd_subh(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11344                 tcg_gen_andi_i32(tcg_res, tcg_res, 0x7fff);
11345                 break;
11346             case 0x1c: /* FCMGT */
11347                 gen_helper_advsimd_cgt_f16(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11348                 break;
11349             case 0x1d: /* FACGT */
11350                 gen_helper_advsimd_acgt_f16(tcg_res, tcg_op1, tcg_op2, fpst);
11351                 break;
11352             default:
11353                 fprintf(stderr, "%s: insn %#04x, fpop %#2x @ %#" PRIx64 "\n",
11354                         __func__, insn, fpopcode, s->pc);
11355                 g_assert_not_reached();
11356             }
11357
11358             write_vec_element_i32(s, tcg_res, rd, pass, MO_16);
11359             tcg_temp_free_i32(tcg_res);
11360             tcg_temp_free_i32(tcg_op1);
11361             tcg_temp_free_i32(tcg_op2);
11362         }
11363     }
11364
11365     tcg_temp_free_ptr(fpst);
11366
11367     clear_vec_high(s, is_q, rd);
11368 }
11369
11370 /* AdvSIMD three same extra
11371  *  31   30  29 28       24 23  22  21 20  16  15 14    11  10 9  5 4  0
11372  * +---+---+---+-----------+------+---+------+---+--------+---+----+----+
11373  * | 0 | Q | U | 0 1 1 1 0 | size | 0 |  Rm  | 1 | opcode | 1 | Rn | Rd |
11374  * +---+---+---+-----------+------+---+------+---+--------+---+----+----+
11375  */
11376 static void disas_simd_three_reg_same_extra(DisasContext *s, uint32_t insn)
11377 {
11378     int rd = extract32(insn, 0, 5);
11379     int rn = extract32(insn, 5, 5);
11380     int opcode = extract32(insn, 11, 4);
11381     int rm = extract32(insn, 16, 5);
11382     int size = extract32(insn, 22, 2);
11383     bool u = extract32(insn, 29, 1);
11384     bool is_q = extract32(insn, 30, 1);
11385     bool feature;
11386     int rot;
11387
11388     switch (u * 16 + opcode) {
11389     case 0x10: /* SQRDMLAH (vector) */
11390     case 0x11: /* SQRDMLSH (vector) */
11391         if (size != 1 && size != 2) {
11392             unallocated_encoding(s);
11393             return;
11394         }
11395         feature = dc_isar_feature(aa64_rdm, s);
11396         break;
11397     case 0x02: /* SDOT (vector) */
11398     case 0x12: /* UDOT (vector) */
11399         if (size != MO_32) {
11400             unallocated_encoding(s);
11401             return;
11402         }
11403         feature = dc_isar_feature(aa64_dp, s);
11404         break;
11405     case 0x18: /* FCMLA, #0 */
11406     case 0x19: /* FCMLA, #90 */
11407     case 0x1a: /* FCMLA, #180 */
11408     case 0x1b: /* FCMLA, #270 */
11409     case 0x1c: /* FCADD, #90 */
11410     case 0x1e: /* FCADD, #270 */
11411         if (size == 0
11412             || (size == 1 && !dc_isar_feature(aa64_fp16, s))
11413             || (size == 3 && !is_q)) {
11414             unallocated_encoding(s);
11415             return;
11416         }
11417         feature = dc_isar_feature(aa64_fcma, s);
11418         break;
11419     default:
11420         unallocated_encoding(s);
11421         return;
11422     }
11423     if (!feature) {
11424         unallocated_encoding(s);
11425         return;
11426     }
11427     if (!fp_access_check(s)) {
11428         return;
11429     }
11430
11431     switch (opcode) {
11432     case 0x0: /* SQRDMLAH (vector) */
11433         switch (size) {
11434         case 1:
11435             gen_gvec_op3_env(s, is_q, rd, rn, rm, gen_helper_gvec_qrdmlah_s16);
11436             break;
11437         case 2:
11438             gen_gvec_op3_env(s, is_q, rd, rn, rm, gen_helper_gvec_qrdmlah_s32);
11439             break;
11440         default:
11441             g_assert_not_reached();
11442         }
11443         return;
11444
11445     case 0x1: /* SQRDMLSH (vector) */
11446         switch (size) {
11447         case 1:
11448             gen_gvec_op3_env(s, is_q, rd, rn, rm, gen_helper_gvec_qrdmlsh_s16);
11449             break;
11450         case 2:
11451             gen_gvec_op3_env(s, is_q, rd, rn, rm, gen_helper_gvec_qrdmlsh_s32);
11452             break;
11453         default:
11454             g_assert_not_reached();
11455         }
11456         return;
11457
11458     case 0x2: /* SDOT / UDOT */
11459         gen_gvec_op3_ool(s, is_q, rd, rn, rm, 0,
11460                          u ? gen_helper_gvec_udot_b : gen_helper_gvec_sdot_b);
11461         return;
11462
11463     case 0x8: /* FCMLA, #0 */
11464     case 0x9: /* FCMLA, #90 */
11465     case 0xa: /* FCMLA, #180 */
11466     case 0xb: /* FCMLA, #270 */
11467         rot = extract32(opcode, 0, 2);
11468         switch (size) {
11469         case 1:
11470             gen_gvec_op3_fpst(s, is_q, rd, rn, rm, true, rot,
11471                               gen_helper_gvec_fcmlah);
11472             break;
11473         case 2:
11474             gen_gvec_op3_fpst(s, is_q, rd, rn, rm, false, rot,
11475                               gen_helper_gvec_fcmlas);
11476             break;
11477         case 3:
11478             gen_gvec_op3_fpst(s, is_q, rd, rn, rm, false, rot,
11479                               gen_helper_gvec_fcmlad);
11480             break;
11481         default:
11482             g_assert_not_reached();
11483         }
11484         return;
11485
11486     case 0xc: /* FCADD, #90 */
11487     case 0xe: /* FCADD, #270 */
11488         rot = extract32(opcode, 1, 1);
11489         switch (size) {
11490         case 1:
11491             gen_gvec_op3_fpst(s, is_q, rd, rn, rm, size == 1, rot,
11492                               gen_helper_gvec_fcaddh);
11493             break;
11494         case 2:
11495             gen_gvec_op3_fpst(s, is_q, rd, rn, rm, size == 1, rot,
11496                               gen_helper_gvec_fcadds);
11497             break;
11498         case 3:
11499             gen_gvec_op3_fpst(s, is_q, rd, rn, rm, size == 1, rot,
11500                               gen_helper_gvec_fcaddd);
11501             break;
11502         default:
11503             g_assert_not_reached();
11504         }
11505         return;
11506
11507     default:
11508         g_assert_not_reached();
11509     }
11510 }
11511
11512 static void handle_2misc_widening(DisasContext *s, int opcode, bool is_q,
11513                                   int size, int rn, int rd)
11514 {
11515     /* Handle 2-reg-misc ops which are widening (so each size element
11516      * in the source becomes a 2*size element in the destination.
11517      * The only instruction like this is FCVTL.
11518      */
11519     int pass;
11520
11521     if (size == 3) {
11522         /* 32 -> 64 bit fp conversion */
11523         TCGv_i64 tcg_res[2];
11524         int srcelt = is_q ? 2 : 0;
11525
11526         for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
11527             TCGv_i32 tcg_op = tcg_temp_new_i32();
11528             tcg_res[pass] = tcg_temp_new_i64();
11529
11530             read_vec_element_i32(s, tcg_op, rn, srcelt + pass, MO_32);
11531             gen_helper_vfp_fcvtds(tcg_res[pass], tcg_op, cpu_env);
11532             tcg_temp_free_i32(tcg_op);
11533         }
11534         for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
11535             write_vec_element(s, tcg_res[pass], rd, pass, MO_64);
11536             tcg_temp_free_i64(tcg_res[pass]);
11537         }
11538     } else {
11539         /* 16 -> 32 bit fp conversion */
11540         int srcelt = is_q ? 4 : 0;
11541         TCGv_i32 tcg_res[4];
11542         TCGv_ptr fpst = get_fpstatus_ptr(false);
11543         TCGv_i32 ahp = get_ahp_flag();
11544
11545         for (pass = 0; pass < 4; pass++) {
11546             tcg_res[pass] = tcg_temp_new_i32();
11547
11548             read_vec_element_i32(s, tcg_res[pass], rn, srcelt + pass, MO_16);
11549             gen_helper_vfp_fcvt_f16_to_f32(tcg_res[pass], tcg_res[pass],
11550                                            fpst, ahp);
11551         }
11552         for (pass = 0; pass < 4; pass++) {
11553             write_vec_element_i32(s, tcg_res[pass], rd, pass, MO_32);
11554             tcg_temp_free_i32(tcg_res[pass]);
11555         }
11556
11557         tcg_temp_free_ptr(fpst);
11558         tcg_temp_free_i32(ahp);
11559     }
11560 }
11561
11562 static void handle_rev(DisasContext *s, int opcode, bool u,
11563                        bool is_q, int size, int rn, int rd)
11564 {
11565     int op = (opcode << 1) | u;
11566     int opsz = op + size;
11567     int grp_size = 3 - opsz;
11568     int dsize = is_q ? 128 : 64;
11569     int i;
11570
11571     if (opsz >= 3) {
11572         unallocated_encoding(s);
11573         return;
11574     }
11575
11576     if (!fp_access_check(s)) {
11577         return;
11578     }
11579
11580     if (size == 0) {
11581         /* Special case bytes, use bswap op on each group of elements */
11582         int groups = dsize / (8 << grp_size);
11583
11584         for (i = 0; i < groups; i++) {
11585             TCGv_i64 tcg_tmp = tcg_temp_new_i64();
11586
11587             read_vec_element(s, tcg_tmp, rn, i, grp_size);
11588             switch (grp_size) {
11589             case MO_16:
11590                 tcg_gen_bswap16_i64(tcg_tmp, tcg_tmp);
11591                 break;
11592             case MO_32:
11593                 tcg_gen_bswap32_i64(tcg_tmp, tcg_tmp);
11594                 break;
11595             case MO_64:
11596                 tcg_gen_bswap64_i64(tcg_tmp, tcg_tmp);
11597                 break;
11598             default:
11599                 g_assert_not_reached();
11600             }
11601             write_vec_element(s, tcg_tmp, rd, i, grp_size);
11602             tcg_temp_free_i64(tcg_tmp);
11603         }
11604         clear_vec_high(s, is_q, rd);
11605     } else {
11606         int revmask = (1 << grp_size) - 1;
11607         int esize = 8 << size;
11608         int elements = dsize / esize;
11609         TCGv_i64 tcg_rn = tcg_temp_new_i64();
11610         TCGv_i64 tcg_rd = tcg_const_i64(0);
11611         TCGv_i64 tcg_rd_hi = tcg_const_i64(0);
11612
11613         for (i = 0; i < elements; i++) {
11614             int e_rev = (i & 0xf) ^ revmask;
11615             int off = e_rev * esize;
11616             read_vec_element(s, tcg_rn, rn, i, size);
11617             if (off >= 64) {
11618                 tcg_gen_deposit_i64(tcg_rd_hi, tcg_rd_hi,
11619                                     tcg_rn, off - 64, esize);
11620             } else {
11621                 tcg_gen_deposit_i64(tcg_rd, tcg_rd, tcg_rn, off, esize);
11622             }
11623         }
11624         write_vec_element(s, tcg_rd, rd, 0, MO_64);
11625         write_vec_element(s, tcg_rd_hi, rd, 1, MO_64);
11626
11627         tcg_temp_free_i64(tcg_rd_hi);
11628         tcg_temp_free_i64(tcg_rd);
11629         tcg_temp_free_i64(tcg_rn);
11630     }
11631 }
11632
11633 static void handle_2misc_pairwise(DisasContext *s, int opcode, bool u,
11634                                   bool is_q, int size, int rn, int rd)
11635 {
11636     /* Implement the pairwise operations from 2-misc:
11637      * SADDLP, UADDLP, SADALP, UADALP.
11638      * These all add pairs of elements in the input to produce a
11639      * double-width result element in the output (possibly accumulating).
11640      */
11641     bool accum = (opcode == 0x6);
11642     int maxpass = is_q ? 2 : 1;
11643     int pass;
11644     TCGv_i64 tcg_res[2];
11645
11646     if (size == 2) {
11647         /* 32 + 32 -> 64 op */
11648         TCGMemOp memop = size + (u ? 0 : MO_SIGN);
11649
11650         for (pass = 0; pass < maxpass; pass++) {
11651             TCGv_i64 tcg_op1 = tcg_temp_new_i64();
11652             TCGv_i64 tcg_op2 = tcg_temp_new_i64();
11653
11654             tcg_res[pass] = tcg_temp_new_i64();
11655
11656             read_vec_element(s, tcg_op1, rn, pass * 2, memop);
11657             read_vec_element(s, tcg_op2, rn, pass * 2 + 1, memop);
11658             tcg_gen_add_i64(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2);
11659             if (accum) {
11660                 read_vec_element(s, tcg_op1, rd, pass, MO_64);
11661                 tcg_gen_add_i64(tcg_res[pass], tcg_res[pass], tcg_op1);
11662             }
11663
11664             tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
11665             tcg_temp_free_i64(tcg_op2);
11666         }
11667     } else {
11668         for (pass = 0; pass < maxpass; pass++) {
11669             TCGv_i64 tcg_op = tcg_temp_new_i64();
11670             NeonGenOneOpFn *genfn;
11671             static NeonGenOneOpFn * const fns[2][2] = {
11672                 { gen_helper_neon_addlp_s8,  gen_helper_neon_addlp_u8 },
11673                 { gen_helper_neon_addlp_s16,  gen_helper_neon_addlp_u16 },
11674             };
11675
11676             genfn = fns[size][u];
11677
11678             tcg_res[pass] = tcg_temp_new_i64();
11679
11680             read_vec_element(s, tcg_op, rn, pass, MO_64);
11681             genfn(tcg_res[pass], tcg_op);
11682
11683             if (accum) {
11684                 read_vec_element(s, tcg_op, rd, pass, MO_64);
11685                 if (size == 0) {
11686                     gen_helper_neon_addl_u16(tcg_res[pass],
11687                                              tcg_res[pass], tcg_op);
11688                 } else {
11689                     gen_helper_neon_addl_u32(tcg_res[pass],
11690                                              tcg_res[pass], tcg_op);
11691                 }
11692             }
11693             tcg_temp_free_i64(tcg_op);
11694         }
11695     }
11696     if (!is_q) {
11697         tcg_res[1] = tcg_const_i64(0);
11698     }
11699     for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
11700         write_vec_element(s, tcg_res[pass], rd, pass, MO_64);
11701         tcg_temp_free_i64(tcg_res[pass]);
11702     }
11703 }
11704
11705 static void handle_shll(DisasContext *s, bool is_q, int size, int rn, int rd)
11706 {
11707     /* Implement SHLL and SHLL2 */
11708     int pass;
11709     int part = is_q ? 2 : 0;
11710     TCGv_i64 tcg_res[2];
11711
11712     for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
11713         static NeonGenWidenFn * const widenfns[3] = {
11714             gen_helper_neon_widen_u8,
11715             gen_helper_neon_widen_u16,
11716             tcg_gen_extu_i32_i64,
11717         };
11718         NeonGenWidenFn *widenfn = widenfns[size];
11719         TCGv_i32 tcg_op = tcg_temp_new_i32();
11720
11721         read_vec_element_i32(s, tcg_op, rn, part + pass, MO_32);
11722         tcg_res[pass] = tcg_temp_new_i64();
11723         widenfn(tcg_res[pass], tcg_op);
11724         tcg_gen_shli_i64(tcg_res[pass], tcg_res[pass], 8 << size);
11725
11726         tcg_temp_free_i32(tcg_op);
11727     }
11728
11729     for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
11730         write_vec_element(s, tcg_res[pass], rd, pass, MO_64);
11731         tcg_temp_free_i64(tcg_res[pass]);
11732     }
11733 }
11734
11735 /* AdvSIMD two reg misc
11736  *   31  30  29 28       24 23  22 21       17 16    12 11 10 9    5 4    0
11737  * +---+---+---+-----------+------+-----------+--------+-----+------+------+
11738  * | 0 | Q | U | 0 1 1 1 0 | size | 1 0 0 0 0 | opcode | 1 0 |  Rn  |  Rd  |
11739  * +---+---+---+-----------+------+-----------+--------+-----+------+------+
11740  */
11741 static void disas_simd_two_reg_misc(DisasContext *s, uint32_t insn)
11742 {
11743     int size = extract32(insn, 22, 2);
11744     int opcode = extract32(insn, 12, 5);
11745     bool u = extract32(insn, 29, 1);
11746     bool is_q = extract32(insn, 30, 1);
11747     int rn = extract32(insn, 5, 5);
11748     int rd = extract32(insn, 0, 5);
11749     bool need_fpstatus = false;
11750     bool need_rmode = false;
11751     int rmode = -1;
11752     TCGv_i32 tcg_rmode;
11753     TCGv_ptr tcg_fpstatus;
11754
11755     switch (opcode) {
11756     case 0x0: /* REV64, REV32 */
11757     case 0x1: /* REV16 */
11758         handle_rev(s, opcode, u, is_q, size, rn, rd);
11759         return;
11760     case 0x5: /* CNT, NOT, RBIT */
11761         if (u && size == 0) {
11762             /* NOT */
11763             break;
11764         } else if (u && size == 1) {
11765             /* RBIT */
11766             break;
11767         } else if (!u && size == 0) {
11768             /* CNT */
11769             break;
11770         }
11771         unallocated_encoding(s);
11772         return;
11773     case 0x12: /* XTN, XTN2, SQXTUN, SQXTUN2 */
11774     case 0x14: /* SQXTN, SQXTN2, UQXTN, UQXTN2 */
11775         if (size == 3) {
11776             unallocated_encoding(s);
11777             return;
11778         }
11779         if (!fp_access_check(s)) {
11780             return;
11781         }
11782
11783         handle_2misc_narrow(s, false, opcode, u, is_q, size, rn, rd);
11784         return;
11785     case 0x4: /* CLS, CLZ */
11786         if (size == 3) {
11787             unallocated_encoding(s);
11788             return;
11789         }
11790         break;
11791     case 0x2: /* SADDLP, UADDLP */
11792     case 0x6: /* SADALP, UADALP */
11793         if (size == 3) {
11794             unallocated_encoding(s);
11795             return;
11796         }
11797         if (!fp_access_check(s)) {
11798             return;
11799         }
11800         handle_2misc_pairwise(s, opcode, u, is_q, size, rn, rd);
11801         return;
11802     case 0x13: /* SHLL, SHLL2 */
11803         if (u == 0 || size == 3) {
11804             unallocated_encoding(s);
11805             return;
11806         }
11807         if (!fp_access_check(s)) {
11808             return;
11809         }
11810         handle_shll(s, is_q, size, rn, rd);
11811         return;
11812     case 0xa: /* CMLT */
11813         if (u == 1) {
11814             unallocated_encoding(s);
11815             return;
11816         }
11817         /* fall through */
11818     case 0x8: /* CMGT, CMGE */
11819     case 0x9: /* CMEQ, CMLE */
11820     case 0xb: /* ABS, NEG */
11821         if (size == 3 && !is_q) {
11822             unallocated_encoding(s);
11823             return;
11824         }
11825         break;
11826     case 0x3: /* SUQADD, USQADD */
11827         if (size == 3 && !is_q) {
11828             unallocated_encoding(s);
11829             return;
11830         }
11831         if (!fp_access_check(s)) {
11832             return;
11833         }
11834         handle_2misc_satacc(s, false, u, is_q, size, rn, rd);
11835         return;
11836     case 0x7: /* SQABS, SQNEG */
11837         if (size == 3 && !is_q) {
11838             unallocated_encoding(s);
11839             return;
11840         }
11841         break;
11842     case 0xc ... 0xf:
11843     case 0x16 ... 0x1d:
11844     case 0x1f:
11845     {
11846         /* Floating point: U, size[1] and opcode indicate operation;
11847          * size[0] indicates single or double precision.
11848          */
11849         int is_double = extract32(size, 0, 1);
11850         opcode |= (extract32(size, 1, 1) << 5) | (u << 6);
11851         size = is_double ? 3 : 2;
11852         switch (opcode) {
11853         case 0x2f: /* FABS */
11854         case 0x6f: /* FNEG */
11855             if (size == 3 && !is_q) {
11856                 unallocated_encoding(s);
11857                 return;
11858             }
11859             break;
11860         case 0x1d: /* SCVTF */
11861         case 0x5d: /* UCVTF */
11862         {
11863             bool is_signed = (opcode == 0x1d) ? true : false;
11864             int elements = is_double ? 2 : is_q ? 4 : 2;
11865             if (is_double && !is_q) {
11866                 unallocated_encoding(s);
11867                 return;
11868             }
11869             if (!fp_access_check(s)) {
11870                 return;
11871             }
11872             handle_simd_intfp_conv(s, rd, rn, elements, is_signed, 0, size);
11873             return;
11874         }
11875         case 0x2c: /* FCMGT (zero) */
11876         case 0x2d: /* FCMEQ (zero) */
11877         case 0x2e: /* FCMLT (zero) */
11878         case 0x6c: /* FCMGE (zero) */
11879         case 0x6d: /* FCMLE (zero) */
11880             if (size == 3 && !is_q) {
11881                 unallocated_encoding(s);
11882                 return;
11883             }
11884             handle_2misc_fcmp_zero(s, opcode, false, u, is_q, size, rn, rd);
11885             return;
11886         case 0x7f: /* FSQRT */
11887             if (size == 3 && !is_q) {
11888                 unallocated_encoding(s);
11889                 return;
11890             }
11891             break;
11892         case 0x1a: /* FCVTNS */
11893         case 0x1b: /* FCVTMS */
11894         case 0x3a: /* FCVTPS */
11895         case 0x3b: /* FCVTZS */
11896         case 0x5a: /* FCVTNU */
11897         case 0x5b: /* FCVTMU */
11898         case 0x7a: /* FCVTPU */
11899         case 0x7b: /* FCVTZU */
11900             need_fpstatus = true;
11901             need_rmode = true;
11902             rmode = extract32(opcode, 5, 1) | (extract32(opcode, 0, 1) << 1);
11903             if (size == 3 && !is_q) {
11904                 unallocated_encoding(s);
11905                 return;
11906             }
11907             break;
11908         case 0x5c: /* FCVTAU */
11909         case 0x1c: /* FCVTAS */
11910             need_fpstatus = true;
11911             need_rmode = true;
11912             rmode = FPROUNDING_TIEAWAY;
11913             if (size == 3 && !is_q) {
11914                 unallocated_encoding(s);
11915                 return;
11916             }
11917             break;
11918         case 0x3c: /* URECPE */
11919             if (size == 3) {
11920                 unallocated_encoding(s);
11921                 return;
11922             }
11923             /* fall through */
11924         case 0x3d: /* FRECPE */
11925         case 0x7d: /* FRSQRTE */
11926             if (size == 3 && !is_q) {
11927                 unallocated_encoding(s);
11928                 return;
11929             }
11930             if (!fp_access_check(s)) {
11931                 return;
11932             }
11933             handle_2misc_reciprocal(s, opcode, false, u, is_q, size, rn, rd);
11934             return;
11935         case 0x56: /* FCVTXN, FCVTXN2 */
11936             if (size == 2) {
11937                 unallocated_encoding(s);
11938                 return;
11939             }
11940             /* fall through */
11941         case 0x16: /* FCVTN, FCVTN2 */
11942             /* handle_2misc_narrow does a 2*size -> size operation, but these
11943              * instructions encode the source size rather than dest size.
11944              */
11945             if (!fp_access_check(s)) {
11946                 return;
11947             }
11948             handle_2misc_narrow(s, false, opcode, 0, is_q, size - 1, rn, rd);
11949             return;
11950         case 0x17: /* FCVTL, FCVTL2 */
11951             if (!fp_access_check(s)) {
11952                 return;
11953             }
11954             handle_2misc_widening(s, opcode, is_q, size, rn, rd);
11955             return;
11956         case 0x18: /* FRINTN */
11957         case 0x19: /* FRINTM */
11958         case 0x38: /* FRINTP */
11959         case 0x39: /* FRINTZ */
11960             need_rmode = true;
11961             rmode = extract32(opcode, 5, 1) | (extract32(opcode, 0, 1) << 1);
11962             /* fall through */
11963         case 0x59: /* FRINTX */
11964         case 0x79: /* FRINTI */
11965             need_fpstatus = true;
11966             if (size == 3 && !is_q) {
11967                 unallocated_encoding(s);
11968                 return;
11969             }
11970             break;
11971         case 0x58: /* FRINTA */
11972             need_rmode = true;
11973             rmode = FPROUNDING_TIEAWAY;
11974             need_fpstatus = true;
11975             if (size == 3 && !is_q) {
11976                 unallocated_encoding(s);
11977                 return;
11978             }
11979             break;
11980         case 0x7c: /* URSQRTE */
11981             if (size == 3) {
11982                 unallocated_encoding(s);
11983                 return;
11984             }
11985             need_fpstatus = true;
11986             break;
11987         default:
11988             unallocated_encoding(s);
11989             return;
11990         }
11991         break;
11992     }
11993     default:
11994         unallocated_encoding(s);
11995         return;
11996     }
11997
11998     if (!fp_access_check(s)) {
11999         return;
12000     }
12001
12002     if (need_fpstatus || need_rmode) {
12003         tcg_fpstatus = get_fpstatus_ptr(false);
12004     } else {
12005         tcg_fpstatus = NULL;
12006     }
12007     if (need_rmode) {
12008         tcg_rmode = tcg_const_i32(arm_rmode_to_sf(rmode));
12009         gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, tcg_fpstatus);
12010     } else {
12011         tcg_rmode = NULL;
12012     }
12013
12014     switch (opcode) {
12015     case 0x5:
12016         if (u && size == 0) { /* NOT */
12017             gen_gvec_fn2(s, is_q, rd, rn, tcg_gen_gvec_not, 0);
12018             return;
12019         }
12020         break;
12021     case 0xb:
12022         if (u) { /* NEG */
12023             gen_gvec_fn2(s, is_q, rd, rn, tcg_gen_gvec_neg, size);
12024             return;
12025         }
12026         break;
12027     }
12028
12029     if (size == 3) {
12030         /* All 64-bit element operations can be shared with scalar 2misc */
12031         int pass;
12032
12033         /* Coverity claims (size == 3 && !is_q) has been eliminated
12034          * from all paths leading to here.
12035          */
12036         tcg_debug_assert(is_q);
12037         for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
12038             TCGv_i64 tcg_op = tcg_temp_new_i64();
12039             TCGv_i64 tcg_res = tcg_temp_new_i64();
12040
12041             read_vec_element(s, tcg_op, rn, pass, MO_64);
12042
12043             handle_2misc_64(s, opcode, u, tcg_res, tcg_op,
12044                             tcg_rmode, tcg_fpstatus);
12045
12046             write_vec_element(s, tcg_res, rd, pass, MO_64);
12047
12048             tcg_temp_free_i64(tcg_res);
12049             tcg_temp_free_i64(tcg_op);
12050         }
12051     } else {
12052         int pass;
12053
12054         for (pass = 0; pass < (is_q ? 4 : 2); pass++) {
12055             TCGv_i32 tcg_op = tcg_temp_new_i32();
12056             TCGv_i32 tcg_res = tcg_temp_new_i32();
12057             TCGCond cond;
12058
12059             read_vec_element_i32(s, tcg_op, rn, pass, MO_32);
12060
12061             if (size == 2) {
12062                 /* Special cases for 32 bit elements */
12063                 switch (opcode) {
12064                 case 0xa: /* CMLT */
12065                     /* 32 bit integer comparison against zero, result is
12066                      * test ? (2^32 - 1) : 0. We implement via setcond(test)
12067                      * and inverting.
12068                      */
12069                     cond = TCG_COND_LT;
12070                 do_cmop:
12071                     tcg_gen_setcondi_i32(cond, tcg_res, tcg_op, 0);
12072                     tcg_gen_neg_i32(tcg_res, tcg_res);
12073                     break;
12074                 case 0x8: /* CMGT, CMGE */
12075                     cond = u ? TCG_COND_GE : TCG_COND_GT;
12076                     goto do_cmop;
12077                 case 0x9: /* CMEQ, CMLE */
12078                     cond = u ? TCG_COND_LE : TCG_COND_EQ;
12079                     goto do_cmop;
12080                 case 0x4: /* CLS */
12081                     if (u) {
12082                         tcg_gen_clzi_i32(tcg_res, tcg_op, 32);
12083                     } else {
12084                         tcg_gen_clrsb_i32(tcg_res, tcg_op);
12085                     }
12086                     break;
12087                 case 0x7: /* SQABS, SQNEG */
12088                     if (u) {
12089                         gen_helper_neon_qneg_s32(tcg_res, cpu_env, tcg_op);
12090                     } else {
12091                         gen_helper_neon_qabs_s32(tcg_res, cpu_env, tcg_op);
12092                     }
12093                     break;
12094                 case 0xb: /* ABS, NEG */
12095                     if (u) {
12096                         tcg_gen_neg_i32(tcg_res, tcg_op);
12097                     } else {
12098                         TCGv_i32 tcg_zero = tcg_const_i32(0);
12099                         tcg_gen_neg_i32(tcg_res, tcg_op);
12100                         tcg_gen_movcond_i32(TCG_COND_GT, tcg_res, tcg_op,
12101                                             tcg_zero, tcg_op, tcg_res);
12102                         tcg_temp_free_i32(tcg_zero);
12103                     }
12104                     break;
12105                 case 0x2f: /* FABS */
12106                     gen_helper_vfp_abss(tcg_res, tcg_op);
12107                     break;
12108                 case 0x6f: /* FNEG */
12109                     gen_helper_vfp_negs(tcg_res, tcg_op);
12110                     break;
12111                 case 0x7f: /* FSQRT */
12112                     gen_helper_vfp_sqrts(tcg_res, tcg_op, cpu_env);
12113                     break;
12114                 case 0x1a: /* FCVTNS */
12115                 case 0x1b: /* FCVTMS */
12116                 case 0x1c: /* FCVTAS */
12117                 case 0x3a: /* FCVTPS */
12118                 case 0x3b: /* FCVTZS */
12119                 {
12120                     TCGv_i32 tcg_shift = tcg_const_i32(0);
12121                     gen_helper_vfp_tosls(tcg_res, tcg_op,
12122                                          tcg_shift, tcg_fpstatus);
12123                     tcg_temp_free_i32(tcg_shift);
12124                     break;
12125                 }
12126                 case 0x5a: /* FCVTNU */
12127                 case 0x5b: /* FCVTMU */
12128                 case 0x5c: /* FCVTAU */
12129                 case 0x7a: /* FCVTPU */
12130                 case 0x7b: /* FCVTZU */
12131                 {
12132                     TCGv_i32 tcg_shift = tcg_const_i32(0);
12133                     gen_helper_vfp_touls(tcg_res, tcg_op,
12134                                          tcg_shift, tcg_fpstatus);
12135                     tcg_temp_free_i32(tcg_shift);
12136                     break;
12137                 }
12138                 case 0x18: /* FRINTN */
12139                 case 0x19: /* FRINTM */
12140                 case 0x38: /* FRINTP */
12141                 case 0x39: /* FRINTZ */
12142                 case 0x58: /* FRINTA */
12143                 case 0x79: /* FRINTI */
12144                     gen_helper_rints(tcg_res, tcg_op, tcg_fpstatus);
12145                     break;
12146                 case 0x59: /* FRINTX */
12147                     gen_helper_rints_exact(tcg_res, tcg_op, tcg_fpstatus);
12148                     break;
12149                 case 0x7c: /* URSQRTE */
12150                     gen_helper_rsqrte_u32(tcg_res, tcg_op, tcg_fpstatus);
12151                     break;
12152                 default:
12153                     g_assert_not_reached();
12154                 }
12155             } else {
12156                 /* Use helpers for 8 and 16 bit elements */
12157                 switch (opcode) {
12158                 case 0x5: /* CNT, RBIT */
12159                     /* For these two insns size is part of the opcode specifier
12160                      * (handled earlier); they always operate on byte elements.
12161                      */
12162                     if (u) {
12163                         gen_helper_neon_rbit_u8(tcg_res, tcg_op);
12164                     } else {
12165                         gen_helper_neon_cnt_u8(tcg_res, tcg_op);
12166                     }
12167                     break;
12168                 case 0x7: /* SQABS, SQNEG */
12169                 {
12170                     NeonGenOneOpEnvFn *genfn;
12171                     static NeonGenOneOpEnvFn * const fns[2][2] = {
12172                         { gen_helper_neon_qabs_s8, gen_helper_neon_qneg_s8 },
12173                         { gen_helper_neon_qabs_s16, gen_helper_neon_qneg_s16 },
12174                     };
12175                     genfn = fns[size][u];
12176                     genfn(tcg_res, cpu_env, tcg_op);
12177                     break;
12178                 }
12179                 case 0x8: /* CMGT, CMGE */
12180                 case 0x9: /* CMEQ, CMLE */
12181                 case 0xa: /* CMLT */
12182                 {
12183                     static NeonGenTwoOpFn * const fns[3][2] = {
12184                         { gen_helper_neon_cgt_s8, gen_helper_neon_cgt_s16 },
12185                         { gen_helper_neon_cge_s8, gen_helper_neon_cge_s16 },
12186                         { gen_helper_neon_ceq_u8, gen_helper_neon_ceq_u16 },
12187                     };
12188                     NeonGenTwoOpFn *genfn;
12189                     int comp;
12190                     bool reverse;
12191                     TCGv_i32 tcg_zero = tcg_const_i32(0);
12192
12193                     /* comp = index into [CMGT, CMGE, CMEQ, CMLE, CMLT] */
12194                     comp = (opcode - 0x8) * 2 + u;
12195                     /* ...but LE, LT are implemented as reverse GE, GT */
12196                     reverse = (comp > 2);
12197                     if (reverse) {
12198                         comp = 4 - comp;
12199                     }
12200                     genfn = fns[comp][size];
12201                     if (reverse) {
12202                         genfn(tcg_res, tcg_zero, tcg_op);
12203                     } else {
12204                         genfn(tcg_res, tcg_op, tcg_zero);
12205                     }
12206                     tcg_temp_free_i32(tcg_zero);
12207                     break;
12208                 }
12209                 case 0xb: /* ABS, NEG */
12210                     if (u) {
12211                         TCGv_i32 tcg_zero = tcg_const_i32(0);
12212                         if (size) {
12213                             gen_helper_neon_sub_u16(tcg_res, tcg_zero, tcg_op);
12214                         } else {
12215                             gen_helper_neon_sub_u8(tcg_res, tcg_zero, tcg_op);
12216                         }
12217                         tcg_temp_free_i32(tcg_zero);
12218                     } else {
12219                         if (size) {
12220                             gen_helper_neon_abs_s16(tcg_res, tcg_op);
12221                         } else {
12222                             gen_helper_neon_abs_s8(tcg_res, tcg_op);
12223                         }
12224                     }
12225                     break;
12226                 case 0x4: /* CLS, CLZ */
12227                     if (u) {
12228                         if (size == 0) {
12229                             gen_helper_neon_clz_u8(tcg_res, tcg_op);
12230                         } else {
12231                             gen_helper_neon_clz_u16(tcg_res, tcg_op);
12232                         }
12233                     } else {
12234                         if (size == 0) {
12235                             gen_helper_neon_cls_s8(tcg_res, tcg_op);
12236                         } else {
12237                             gen_helper_neon_cls_s16(tcg_res, tcg_op);
12238                         }
12239                     }
12240                     break;
12241                 default:
12242                     g_assert_not_reached();
12243                 }
12244             }
12245
12246             write_vec_element_i32(s, tcg_res, rd, pass, MO_32);
12247
12248             tcg_temp_free_i32(tcg_res);
12249             tcg_temp_free_i32(tcg_op);
12250         }
12251     }
12252     clear_vec_high(s, is_q, rd);
12253
12254     if (need_rmode) {
12255         gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, tcg_fpstatus);
12256         tcg_temp_free_i32(tcg_rmode);
12257     }
12258     if (need_fpstatus) {
12259         tcg_temp_free_ptr(tcg_fpstatus);
12260     }
12261 }
12262
12263 /* AdvSIMD [scalar] two register miscellaneous (FP16)
12264  *
12265  *   31  30  29 28  27     24  23 22 21       17 16    12 11 10 9    5 4    0
12266  * +---+---+---+---+---------+---+-------------+--------+-----+------+------+
12267  * | 0 | Q | U | S | 1 1 1 0 | a | 1 1 1 1 0 0 | opcode | 1 0 |  Rn  |  Rd  |
12268  * +---+---+---+---+---------+---+-------------+--------+-----+------+------+
12269  *   mask: 1000 1111 0111 1110 0000 1100 0000 0000 0x8f7e 0c00
12270  *   val:  0000 1110 0111 1000 0000 1000 0000 0000 0x0e78 0800
12271  *
12272  * This actually covers two groups where scalar access is governed by
12273  * bit 28. A bunch of the instructions (float to integral) only exist
12274  * in the vector form and are un-allocated for the scalar decode. Also
12275  * in the scalar decode Q is always 1.
12276  */
12277 static void disas_simd_two_reg_misc_fp16(DisasContext *s, uint32_t insn)
12278 {
12279     int fpop, opcode, a, u;
12280     int rn, rd;
12281     bool is_q;
12282     bool is_scalar;
12283     bool only_in_vector = false;
12284
12285     int pass;
12286     TCGv_i32 tcg_rmode = NULL;
12287     TCGv_ptr tcg_fpstatus = NULL;
12288     bool need_rmode = false;
12289     bool need_fpst = true;
12290     int rmode;
12291
12292     if (!dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
12293         unallocated_encoding(s);
12294         return;
12295     }
12296
12297     rd = extract32(insn, 0, 5);
12298     rn = extract32(insn, 5, 5);
12299
12300     a = extract32(insn, 23, 1);
12301     u = extract32(insn, 29, 1);
12302     is_scalar = extract32(insn, 28, 1);
12303     is_q = extract32(insn, 30, 1);
12304
12305     opcode = extract32(insn, 12, 5);
12306     fpop = deposit32(opcode, 5, 1, a);
12307     fpop = deposit32(fpop, 6, 1, u);
12308
12309     rd = extract32(insn, 0, 5);
12310     rn = extract32(insn, 5, 5);
12311
12312     switch (fpop) {
12313     case 0x1d: /* SCVTF */
12314     case 0x5d: /* UCVTF */
12315     {
12316         int elements;
12317
12318         if (is_scalar) {
12319             elements = 1;
12320         } else {
12321             elements = (is_q ? 8 : 4);
12322         }
12323
12324         if (!fp_access_check(s)) {
12325             return;
12326         }
12327         handle_simd_intfp_conv(s, rd, rn, elements, !u, 0, MO_16);
12328         return;
12329     }
12330     break;
12331     case 0x2c: /* FCMGT (zero) */
12332     case 0x2d: /* FCMEQ (zero) */
12333     case 0x2e: /* FCMLT (zero) */
12334     case 0x6c: /* FCMGE (zero) */
12335     case 0x6d: /* FCMLE (zero) */
12336         handle_2misc_fcmp_zero(s, fpop, is_scalar, 0, is_q, MO_16, rn, rd);
12337         return;
12338     case 0x3d: /* FRECPE */
12339     case 0x3f: /* FRECPX */
12340         break;
12341     case 0x18: /* FRINTN */
12342         need_rmode = true;
12343         only_in_vector = true;
12344         rmode = FPROUNDING_TIEEVEN;
12345         break;
12346     case 0x19: /* FRINTM */
12347         need_rmode = true;
12348         only_in_vector = true;
12349         rmode = FPROUNDING_NEGINF;
12350         break;
12351     case 0x38: /* FRINTP */
12352         need_rmode = true;
12353         only_in_vector = true;
12354         rmode = FPROUNDING_POSINF;
12355         break;
12356     case 0x39: /* FRINTZ */
12357         need_rmode = true;
12358         only_in_vector = true;
12359         rmode = FPROUNDING_ZERO;
12360         break;
12361     case 0x58: /* FRINTA */
12362         need_rmode = true;
12363         only_in_vector = true;
12364         rmode = FPROUNDING_TIEAWAY;
12365         break;
12366     case 0x59: /* FRINTX */
12367     case 0x79: /* FRINTI */
12368         only_in_vector = true;
12369         /* current rounding mode */
12370         break;
12371     case 0x1a: /* FCVTNS */
12372         need_rmode = true;
12373         rmode = FPROUNDING_TIEEVEN;
12374         break;
12375     case 0x1b: /* FCVTMS */
12376         need_rmode = true;
12377         rmode = FPROUNDING_NEGINF;
12378         break;
12379     case 0x1c: /* FCVTAS */
12380         need_rmode = true;
12381         rmode = FPROUNDING_TIEAWAY;
12382         break;
12383     case 0x3a: /* FCVTPS */
12384         need_rmode = true;
12385         rmode = FPROUNDING_POSINF;
12386         break;
12387     case 0x3b: /* FCVTZS */
12388         need_rmode = true;
12389         rmode = FPROUNDING_ZERO;
12390         break;
12391     case 0x5a: /* FCVTNU */
12392         need_rmode = true;
12393         rmode = FPROUNDING_TIEEVEN;
12394         break;
12395     case 0x5b: /* FCVTMU */
12396         need_rmode = true;
12397         rmode = FPROUNDING_NEGINF;
12398         break;
12399     case 0x5c: /* FCVTAU */
12400         need_rmode = true;
12401         rmode = FPROUNDING_TIEAWAY;
12402         break;
12403     case 0x7a: /* FCVTPU */
12404         need_rmode = true;
12405         rmode = FPROUNDING_POSINF;
12406         break;
12407     case 0x7b: /* FCVTZU */
12408         need_rmode = true;
12409         rmode = FPROUNDING_ZERO;
12410         break;
12411     case 0x2f: /* FABS */
12412     case 0x6f: /* FNEG */
12413         need_fpst = false;
12414         break;
12415     case 0x7d: /* FRSQRTE */
12416     case 0x7f: /* FSQRT (vector) */
12417         break;
12418     default:
12419         fprintf(stderr, "%s: insn %#04x fpop %#2x\n", __func__, insn, fpop);
12420         g_assert_not_reached();
12421     }
12422
12423
12424     /* Check additional constraints for the scalar encoding */
12425     if (is_scalar) {
12426         if (!is_q) {
12427             unallocated_encoding(s);
12428             return;
12429         }
12430         /* FRINTxx is only in the vector form */
12431         if (only_in_vector) {
12432             unallocated_encoding(s);
12433             return;
12434         }
12435     }
12436
12437     if (!fp_access_check(s)) {
12438         return;
12439     }
12440
12441     if (need_rmode || need_fpst) {
12442         tcg_fpstatus = get_fpstatus_ptr(true);
12443     }
12444
12445     if (need_rmode) {
12446         tcg_rmode = tcg_const_i32(arm_rmode_to_sf(rmode));
12447         gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, tcg_fpstatus);
12448     }
12449
12450     if (is_scalar) {
12451         TCGv_i32 tcg_op = read_fp_hreg(s, rn);
12452         TCGv_i32 tcg_res = tcg_temp_new_i32();
12453
12454         switch (fpop) {
12455         case 0x1a: /* FCVTNS */
12456         case 0x1b: /* FCVTMS */
12457         case 0x1c: /* FCVTAS */
12458         case 0x3a: /* FCVTPS */
12459         case 0x3b: /* FCVTZS */
12460             gen_helper_advsimd_f16tosinth(tcg_res, tcg_op, tcg_fpstatus);
12461             break;
12462         case 0x3d: /* FRECPE */
12463             gen_helper_recpe_f16(tcg_res, tcg_op, tcg_fpstatus);
12464             break;
12465         case 0x3f: /* FRECPX */
12466             gen_helper_frecpx_f16(tcg_res, tcg_op, tcg_fpstatus);
12467             break;
12468         case 0x5a: /* FCVTNU */
12469         case 0x5b: /* FCVTMU */
12470         case 0x5c: /* FCVTAU */
12471         case 0x7a: /* FCVTPU */
12472         case 0x7b: /* FCVTZU */
12473             gen_helper_advsimd_f16touinth(tcg_res, tcg_op, tcg_fpstatus);
12474             break;
12475         case 0x6f: /* FNEG */
12476             tcg_gen_xori_i32(tcg_res, tcg_op, 0x8000);
12477             break;
12478         case 0x7d: /* FRSQRTE */
12479             gen_helper_rsqrte_f16(tcg_res, tcg_op, tcg_fpstatus);
12480             break;
12481         default:
12482             g_assert_not_reached();
12483         }
12484
12485         /* limit any sign extension going on */
12486         tcg_gen_andi_i32(tcg_res, tcg_res, 0xffff);
12487         write_fp_sreg(s, rd, tcg_res);
12488
12489         tcg_temp_free_i32(tcg_res);
12490         tcg_temp_free_i32(tcg_op);
12491     } else {
12492         for (pass = 0; pass < (is_q ? 8 : 4); pass++) {
12493             TCGv_i32 tcg_op = tcg_temp_new_i32();
12494             TCGv_i32 tcg_res = tcg_temp_new_i32();
12495
12496             read_vec_element_i32(s, tcg_op, rn, pass, MO_16);
12497
12498             switch (fpop) {
12499             case 0x1a: /* FCVTNS */
12500             case 0x1b: /* FCVTMS */
12501             case 0x1c: /* FCVTAS */
12502             case 0x3a: /* FCVTPS */
12503             case 0x3b: /* FCVTZS */
12504                 gen_helper_advsimd_f16tosinth(tcg_res, tcg_op, tcg_fpstatus);
12505                 break;
12506             case 0x3d: /* FRECPE */
12507                 gen_helper_recpe_f16(tcg_res, tcg_op, tcg_fpstatus);
12508                 break;
12509             case 0x5a: /* FCVTNU */
12510             case 0x5b: /* FCVTMU */
12511             case 0x5c: /* FCVTAU */
12512             case 0x7a: /* FCVTPU */
12513             case 0x7b: /* FCVTZU */
12514                 gen_helper_advsimd_f16touinth(tcg_res, tcg_op, tcg_fpstatus);
12515                 break;
12516             case 0x18: /* FRINTN */
12517             case 0x19: /* FRINTM */
12518             case 0x38: /* FRINTP */
12519             case 0x39: /* FRINTZ */
12520             case 0x58: /* FRINTA */
12521             case 0x79: /* FRINTI */
12522                 gen_helper_advsimd_rinth(tcg_res, tcg_op, tcg_fpstatus);
12523                 break;
12524             case 0x59: /* FRINTX */
12525                 gen_helper_advsimd_rinth_exact(tcg_res, tcg_op, tcg_fpstatus);
12526                 break;
12527             case 0x2f: /* FABS */
12528                 tcg_gen_andi_i32(tcg_res, tcg_op, 0x7fff);
12529                 break;
12530             case 0x6f: /* FNEG */
12531                 tcg_gen_xori_i32(tcg_res, tcg_op, 0x8000);
12532                 break;
12533             case 0x7d: /* FRSQRTE */
12534                 gen_helper_rsqrte_f16(tcg_res, tcg_op, tcg_fpstatus);
12535                 break;
12536             case 0x7f: /* FSQRT */
12537                 gen_helper_sqrt_f16(tcg_res, tcg_op, tcg_fpstatus);
12538                 break;
12539             default:
12540                 g_assert_not_reached();
12541             }
12542
12543             write_vec_element_i32(s, tcg_res, rd, pass, MO_16);
12544
12545             tcg_temp_free_i32(tcg_res);
12546             tcg_temp_free_i32(tcg_op);
12547         }
12548
12549         clear_vec_high(s, is_q, rd);
12550     }
12551
12552     if (tcg_rmode) {
12553         gen_helper_set_rmode(tcg_rmode, tcg_rmode, tcg_fpstatus);
12554         tcg_temp_free_i32(tcg_rmode);
12555     }
12556
12557     if (tcg_fpstatus) {
12558         tcg_temp_free_ptr(tcg_fpstatus);
12559     }
12560 }
12561
12562 /* AdvSIMD scalar x indexed element
12563  *  31 30  29 28       24 23  22 21  20  19  16 15 12  11  10 9    5 4    0
12564  * +-----+---+-----------+------+---+---+------+-----+---+---+------+------+
12565  * | 0 1 | U | 1 1 1 1 1 | size | L | M |  Rm  | opc | H | 0 |  Rn  |  Rd  |
12566  * +-----+---+-----------+------+---+---+------+-----+---+---+------+------+
12567  * AdvSIMD vector x indexed element
12568  *   31  30  29 28       24 23  22 21  20  19  16 15 12  11  10 9    5 4    0
12569  * +---+---+---+-----------+------+---+---+------+-----+---+---+------+------+
12570  * | 0 | Q | U | 0 1 1 1 1 | size | L | M |  Rm  | opc | H | 0 |  Rn  |  Rd  |
12571  * +---+---+---+-----------+------+---+---+------+-----+---+---+------+------+
12572  */
12573 static void disas_simd_indexed(DisasContext *s, uint32_t insn)
12574 {
12575     /* This encoding has two kinds of instruction:
12576      *  normal, where we perform elt x idxelt => elt for each
12577      *     element in the vector
12578      *  long, where we perform elt x idxelt and generate a result of
12579      *     double the width of the input element
12580      * The long ops have a 'part' specifier (ie come in INSN, INSN2 pairs).
12581      */
12582     bool is_scalar = extract32(insn, 28, 1);
12583     bool is_q = extract32(insn, 30, 1);
12584     bool u = extract32(insn, 29, 1);
12585     int size = extract32(insn, 22, 2);
12586     int l = extract32(insn, 21, 1);
12587     int m = extract32(insn, 20, 1);
12588     /* Note that the Rm field here is only 4 bits, not 5 as it usually is */
12589     int rm = extract32(insn, 16, 4);
12590     int opcode = extract32(insn, 12, 4);
12591     int h = extract32(insn, 11, 1);
12592     int rn = extract32(insn, 5, 5);
12593     int rd = extract32(insn, 0, 5);
12594     bool is_long = false;
12595     int is_fp = 0;
12596     bool is_fp16 = false;
12597     int index;
12598     TCGv_ptr fpst;
12599
12600     switch (16 * u + opcode) {
12601     case 0x08: /* MUL */
12602     case 0x10: /* MLA */
12603     case 0x14: /* MLS */
12604         if (is_scalar) {
12605             unallocated_encoding(s);
12606             return;
12607         }
12608         break;
12609     case 0x02: /* SMLAL, SMLAL2 */
12610     case 0x12: /* UMLAL, UMLAL2 */
12611     case 0x06: /* SMLSL, SMLSL2 */
12612     case 0x16: /* UMLSL, UMLSL2 */
12613     case 0x0a: /* SMULL, SMULL2 */
12614     case 0x1a: /* UMULL, UMULL2 */
12615         if (is_scalar) {
12616             unallocated_encoding(s);
12617             return;
12618         }
12619         is_long = true;
12620         break;
12621     case 0x03: /* SQDMLAL, SQDMLAL2 */
12622     case 0x07: /* SQDMLSL, SQDMLSL2 */
12623     case 0x0b: /* SQDMULL, SQDMULL2 */
12624         is_long = true;
12625         break;
12626     case 0x0c: /* SQDMULH */
12627     case 0x0d: /* SQRDMULH */
12628         break;
12629     case 0x01: /* FMLA */
12630     case 0x05: /* FMLS */
12631     case 0x09: /* FMUL */
12632     case 0x19: /* FMULX */
12633         is_fp = 1;
12634         break;
12635     case 0x1d: /* SQRDMLAH */
12636     case 0x1f: /* SQRDMLSH */
12637         if (!dc_isar_feature(aa64_rdm, s)) {
12638             unallocated_encoding(s);
12639             return;
12640         }
12641         break;
12642     case 0x0e: /* SDOT */
12643     case 0x1e: /* UDOT */
12644         if (is_scalar || size != MO_32 || !dc_isar_feature(aa64_dp, s)) {
12645             unallocated_encoding(s);
12646             return;
12647         }
12648         break;
12649     case 0x11: /* FCMLA #0 */
12650     case 0x13: /* FCMLA #90 */
12651     case 0x15: /* FCMLA #180 */
12652     case 0x17: /* FCMLA #270 */
12653         if (is_scalar || !dc_isar_feature(aa64_fcma, s)) {
12654             unallocated_encoding(s);
12655             return;
12656         }
12657         is_fp = 2;
12658         break;
12659     default:
12660         unallocated_encoding(s);
12661         return;
12662     }
12663
12664     switch (is_fp) {
12665     case 1: /* normal fp */
12666         /* convert insn encoded size to TCGMemOp size */
12667         switch (size) {
12668         case 0: /* half-precision */
12669             size = MO_16;
12670             is_fp16 = true;
12671             break;
12672         case MO_32: /* single precision */
12673         case MO_64: /* double precision */
12674             break;
12675         default:
12676             unallocated_encoding(s);
12677             return;
12678         }
12679         break;
12680
12681     case 2: /* complex fp */
12682         /* Each indexable element is a complex pair.  */
12683         size += 1;
12684         switch (size) {
12685         case MO_32:
12686             if (h && !is_q) {
12687                 unallocated_encoding(s);
12688                 return;
12689             }
12690             is_fp16 = true;
12691             break;
12692         case MO_64:
12693             break;
12694         default:
12695             unallocated_encoding(s);
12696             return;
12697         }
12698         break;
12699
12700     default: /* integer */
12701         switch (size) {
12702         case MO_8:
12703         case MO_64:
12704             unallocated_encoding(s);
12705             return;
12706         }
12707         break;
12708     }
12709     if (is_fp16 && !dc_isar_feature(aa64_fp16, s)) {
12710         unallocated_encoding(s);
12711         return;
12712     }
12713
12714     /* Given TCGMemOp size, adjust register and indexing.  */
12715     switch (size) {
12716     case MO_16:
12717         index = h << 2 | l << 1 | m;
12718         break;
12719     case MO_32:
12720         index = h << 1 | l;
12721         rm |= m << 4;
12722         break;
12723     case MO_64:
12724         if (l || !is_q) {
12725             unallocated_encoding(s);
12726             return;
12727         }
12728         index = h;
12729         rm |= m << 4;
12730         break;
12731     default:
12732         g_assert_not_reached();
12733     }
12734
12735     if (!fp_access_check(s)) {
12736         return;
12737     }
12738
12739     if (is_fp) {
12740         fpst = get_fpstatus_ptr(is_fp16);
12741     } else {
12742         fpst = NULL;
12743     }
12744
12745     switch (16 * u + opcode) {
12746     case 0x0e: /* SDOT */
12747     case 0x1e: /* UDOT */
12748         gen_gvec_op3_ool(s, is_q, rd, rn, rm, index,
12749                          u ? gen_helper_gvec_udot_idx_b
12750                          : gen_helper_gvec_sdot_idx_b);
12751         return;
12752     case 0x11: /* FCMLA #0 */
12753     case 0x13: /* FCMLA #90 */
12754     case 0x15: /* FCMLA #180 */
12755     case 0x17: /* FCMLA #270 */
12756         {
12757             int rot = extract32(insn, 13, 2);
12758             int data = (index << 2) | rot;
12759             tcg_gen_gvec_3_ptr(vec_full_reg_offset(s, rd),
12760                                vec_full_reg_offset(s, rn),
12761                                vec_full_reg_offset(s, rm), fpst,
12762                                is_q ? 16 : 8, vec_full_reg_size(s), data,
12763                                size == MO_64
12764                                ? gen_helper_gvec_fcmlas_idx
12765                                : gen_helper_gvec_fcmlah_idx);
12766             tcg_temp_free_ptr(fpst);
12767         }
12768         return;
12769     }
12770
12771     if (size == 3) {
12772         TCGv_i64 tcg_idx = tcg_temp_new_i64();
12773         int pass;
12774
12775         assert(is_fp && is_q && !is_long);
12776
12777         read_vec_element(s, tcg_idx, rm, index, MO_64);
12778
12779         for (pass = 0; pass < (is_scalar ? 1 : 2); pass++) {
12780             TCGv_i64 tcg_op = tcg_temp_new_i64();
12781             TCGv_i64 tcg_res = tcg_temp_new_i64();
12782
12783             read_vec_element(s, tcg_op, rn, pass, MO_64);
12784
12785             switch (16 * u + opcode) {
12786             case 0x05: /* FMLS */
12787                 /* As usual for ARM, separate negation for fused multiply-add */
12788                 gen_helper_vfp_negd(tcg_op, tcg_op);
12789                 /* fall through */
12790             case 0x01: /* FMLA */
12791                 read_vec_element(s, tcg_res, rd, pass, MO_64);
12792                 gen_helper_vfp_muladdd(tcg_res, tcg_op, tcg_idx, tcg_res, fpst);
12793                 break;
12794             case 0x09: /* FMUL */
12795                 gen_helper_vfp_muld(tcg_res, tcg_op, tcg_idx, fpst);
12796                 break;
12797             case 0x19: /* FMULX */
12798                 gen_helper_vfp_mulxd(tcg_res, tcg_op, tcg_idx, fpst);
12799                 break;
12800             default:
12801                 g_assert_not_reached();
12802             }
12803
12804             write_vec_element(s, tcg_res, rd, pass, MO_64);
12805             tcg_temp_free_i64(tcg_op);
12806             tcg_temp_free_i64(tcg_res);
12807         }
12808
12809         tcg_temp_free_i64(tcg_idx);
12810         clear_vec_high(s, !is_scalar, rd);
12811     } else if (!is_long) {
12812         /* 32 bit floating point, or 16 or 32 bit integer.
12813          * For the 16 bit scalar case we use the usual Neon helpers and
12814          * rely on the fact that 0 op 0 == 0 with no side effects.
12815          */
12816         TCGv_i32 tcg_idx = tcg_temp_new_i32();
12817         int pass, maxpasses;
12818
12819         if (is_scalar) {
12820             maxpasses = 1;
12821         } else {
12822             maxpasses = is_q ? 4 : 2;
12823         }
12824
12825         read_vec_element_i32(s, tcg_idx, rm, index, size);
12826
12827         if (size == 1 && !is_scalar) {
12828             /* The simplest way to handle the 16x16 indexed ops is to duplicate
12829              * the index into both halves of the 32 bit tcg_idx and then use
12830              * the usual Neon helpers.
12831              */
12832             tcg_gen_deposit_i32(tcg_idx, tcg_idx, tcg_idx, 16, 16);
12833         }
12834
12835         for (pass = 0; pass < maxpasses; pass++) {
12836             TCGv_i32 tcg_op = tcg_temp_new_i32();
12837             TCGv_i32 tcg_res = tcg_temp_new_i32();
12838
12839             read_vec_element_i32(s, tcg_op, rn, pass, is_scalar ? size : MO_32);
12840
12841             switch (16 * u + opcode) {
12842             case 0x08: /* MUL */
12843             case 0x10: /* MLA */
12844             case 0x14: /* MLS */
12845             {
12846                 static NeonGenTwoOpFn * const fns[2][2] = {
12847                     { gen_helper_neon_add_u16, gen_helper_neon_sub_u16 },
12848                     { tcg_gen_add_i32, tcg_gen_sub_i32 },
12849                 };
12850                 NeonGenTwoOpFn *genfn;
12851                 bool is_sub = opcode == 0x4;
12852
12853                 if (size == 1) {
12854                     gen_helper_neon_mul_u16(tcg_res, tcg_op, tcg_idx);
12855                 } else {
12856                     tcg_gen_mul_i32(tcg_res, tcg_op, tcg_idx);
12857                 }
12858                 if (opcode == 0x8) {
12859                     break;
12860                 }
12861                 read_vec_element_i32(s, tcg_op, rd, pass, MO_32);
12862                 genfn = fns[size - 1][is_sub];
12863                 genfn(tcg_res, tcg_op, tcg_res);
12864                 break;
12865             }
12866             case 0x05: /* FMLS */
12867             case 0x01: /* FMLA */
12868                 read_vec_element_i32(s, tcg_res, rd, pass,
12869                                      is_scalar ? size : MO_32);
12870                 switch (size) {
12871                 case 1:
12872                     if (opcode == 0x5) {
12873                         /* As usual for ARM, separate negation for fused
12874                          * multiply-add */
12875                         tcg_gen_xori_i32(tcg_op, tcg_op, 0x80008000);
12876                     }
12877                     if (is_scalar) {
12878                         gen_helper_advsimd_muladdh(tcg_res, tcg_op, tcg_idx,
12879                                                    tcg_res, fpst);
12880                     } else {
12881                         gen_helper_advsimd_muladd2h(tcg_res, tcg_op, tcg_idx,
12882                                                     tcg_res, fpst);
12883                     }
12884                     break;
12885                 case 2:
12886                     if (opcode == 0x5) {
12887                         /* As usual for ARM, separate negation for
12888                          * fused multiply-add */
12889                         tcg_gen_xori_i32(tcg_op, tcg_op, 0x80000000);
12890                     }
12891                     gen_helper_vfp_muladds(tcg_res, tcg_op, tcg_idx,
12892                                            tcg_res, fpst);
12893                     break;
12894                 default:
12895                     g_assert_not_reached();
12896                 }
12897                 break;
12898             case 0x09: /* FMUL */
12899                 switch (size) {
12900                 case 1:
12901                     if (is_scalar) {
12902                         gen_helper_advsimd_mulh(tcg_res, tcg_op,
12903                                                 tcg_idx, fpst);
12904                     } else {
12905                         gen_helper_advsimd_mul2h(tcg_res, tcg_op,
12906                                                  tcg_idx, fpst);
12907                     }
12908                     break;
12909                 case 2:
12910                     gen_helper_vfp_muls(tcg_res, tcg_op, tcg_idx, fpst);
12911                     break;
12912                 default:
12913                     g_assert_not_reached();
12914                 }
12915                 break;
12916             case 0x19: /* FMULX */
12917                 switch (size) {
12918                 case 1:
12919                     if (is_scalar) {
12920                         gen_helper_advsimd_mulxh(tcg_res, tcg_op,
12921                                                  tcg_idx, fpst);
12922                     } else {
12923                         gen_helper_advsimd_mulx2h(tcg_res, tcg_op,
12924                                                   tcg_idx, fpst);
12925                     }
12926                     break;
12927                 case 2:
12928                     gen_helper_vfp_mulxs(tcg_res, tcg_op, tcg_idx, fpst);
12929                     break;
12930                 default:
12931                     g_assert_not_reached();
12932                 }
12933                 break;
12934             case 0x0c: /* SQDMULH */
12935                 if (size == 1) {
12936                     gen_helper_neon_qdmulh_s16(tcg_res, cpu_env,
12937                                                tcg_op, tcg_idx);
12938                 } else {
12939                     gen_helper_neon_qdmulh_s32(tcg_res, cpu_env,
12940                                                tcg_op, tcg_idx);
12941                 }
12942                 break;
12943             case 0x0d: /* SQRDMULH */
12944                 if (size == 1) {
12945                     gen_helper_neon_qrdmulh_s16(tcg_res, cpu_env,
12946                                                 tcg_op, tcg_idx);
12947                 } else {
12948                     gen_helper_neon_qrdmulh_s32(tcg_res, cpu_env,
12949                                                 tcg_op, tcg_idx);
12950                 }
12951                 break;
12952             case 0x1d: /* SQRDMLAH */
12953                 read_vec_element_i32(s, tcg_res, rd, pass,
12954                                      is_scalar ? size : MO_32);
12955                 if (size == 1) {
12956                     gen_helper_neon_qrdmlah_s16(tcg_res, cpu_env,
12957                                                 tcg_op, tcg_idx, tcg_res);
12958                 } else {
12959                     gen_helper_neon_qrdmlah_s32(tcg_res, cpu_env,
12960                                                 tcg_op, tcg_idx, tcg_res);
12961                 }
12962                 break;
12963             case 0x1f: /* SQRDMLSH */
12964                 read_vec_element_i32(s, tcg_res, rd, pass,
12965                                      is_scalar ? size : MO_32);
12966                 if (size == 1) {
12967                     gen_helper_neon_qrdmlsh_s16(tcg_res, cpu_env,
12968                                                 tcg_op, tcg_idx, tcg_res);
12969                 } else {
12970                     gen_helper_neon_qrdmlsh_s32(tcg_res, cpu_env,
12971                                                 tcg_op, tcg_idx, tcg_res);
12972                 }
12973                 break;
12974             default:
12975                 g_assert_not_reached();
12976             }
12977
12978             if (is_scalar) {
12979                 write_fp_sreg(s, rd, tcg_res);
12980             } else {
12981                 write_vec_element_i32(s, tcg_res, rd, pass, MO_32);
12982             }
12983
12984             tcg_temp_free_i32(tcg_op);
12985             tcg_temp_free_i32(tcg_res);
12986         }
12987
12988         tcg_temp_free_i32(tcg_idx);
12989         clear_vec_high(s, is_q, rd);
12990     } else {
12991         /* long ops: 16x16->32 or 32x32->64 */
12992         TCGv_i64 tcg_res[2];
12993         int pass;
12994         bool satop = extract32(opcode, 0, 1);
12995         TCGMemOp memop = MO_32;
12996
12997         if (satop || !u) {
12998             memop |= MO_SIGN;
12999         }
13000
13001         if (size == 2) {
13002             TCGv_i64 tcg_idx = tcg_temp_new_i64();
13003
13004             read_vec_element(s, tcg_idx, rm, index, memop);
13005
13006             for (pass = 0; pass < (is_scalar ? 1 : 2); pass++) {
13007                 TCGv_i64 tcg_op = tcg_temp_new_i64();
13008                 TCGv_i64 tcg_passres;
13009                 int passelt;
13010
13011                 if (is_scalar) {
13012                     passelt = 0;
13013                 } else {
13014                     passelt = pass + (is_q * 2);
13015                 }
13016
13017                 read_vec_element(s, tcg_op, rn, passelt, memop);
13018
13019                 tcg_res[pass] = tcg_temp_new_i64();
13020
13021                 if (opcode == 0xa || opcode == 0xb) {
13022                     /* Non-accumulating ops */
13023                     tcg_passres = tcg_res[pass];
13024                 } else {
13025                     tcg_passres = tcg_temp_new_i64();
13026                 }
13027
13028                 tcg_gen_mul_i64(tcg_passres, tcg_op, tcg_idx);
13029                 tcg_temp_free_i64(tcg_op);
13030
13031                 if (satop) {
13032                     /* saturating, doubling */
13033                     gen_helper_neon_addl_saturate_s64(tcg_passres, cpu_env,
13034                                                       tcg_passres, tcg_passres);
13035                 }
13036
13037                 if (opcode == 0xa || opcode == 0xb) {
13038                     continue;
13039                 }
13040
13041                 /* Accumulating op: handle accumulate step */
13042                 read_vec_element(s, tcg_res[pass], rd, pass, MO_64);
13043
13044                 switch (opcode) {
13045                 case 0x2: /* SMLAL, SMLAL2, UMLAL, UMLAL2 */
13046                     tcg_gen_add_i64(tcg_res[pass], tcg_res[pass], tcg_passres);
13047                     break;
13048                 case 0x6: /* SMLSL, SMLSL2, UMLSL, UMLSL2 */
13049                     tcg_gen_sub_i64(tcg_res[pass], tcg_res[pass], tcg_passres);
13050                     break;
13051                 case 0x7: /* SQDMLSL, SQDMLSL2 */
13052                     tcg_gen_neg_i64(tcg_passres, tcg_passres);
13053                     /* fall through */
13054                 case 0x3: /* SQDMLAL, SQDMLAL2 */
13055                     gen_helper_neon_addl_saturate_s64(tcg_res[pass], cpu_env,
13056                                                       tcg_res[pass],
13057                                                       tcg_passres);
13058                     break;
13059                 default:
13060                     g_assert_not_reached();
13061                 }
13062                 tcg_temp_free_i64(tcg_passres);
13063             }
13064             tcg_temp_free_i64(tcg_idx);
13065
13066             clear_vec_high(s, !is_scalar, rd);
13067         } else {
13068             TCGv_i32 tcg_idx = tcg_temp_new_i32();
13069
13070             assert(size == 1);
13071             read_vec_element_i32(s, tcg_idx, rm, index, size);
13072
13073             if (!is_scalar) {
13074                 /* The simplest way to handle the 16x16 indexed ops is to
13075                  * duplicate the index into both halves of the 32 bit tcg_idx
13076                  * and then use the usual Neon helpers.
13077                  */
13078                 tcg_gen_deposit_i32(tcg_idx, tcg_idx, tcg_idx, 16, 16);
13079             }
13080
13081             for (pass = 0; pass < (is_scalar ? 1 : 2); pass++) {
13082                 TCGv_i32 tcg_op = tcg_temp_new_i32();
13083                 TCGv_i64 tcg_passres;
13084
13085                 if (is_scalar) {
13086                     read_vec_element_i32(s, tcg_op, rn, pass, size);
13087                 } else {
13088                     read_vec_element_i32(s, tcg_op, rn,
13089                                          pass + (is_q * 2), MO_32);
13090                 }
13091
13092                 tcg_res[pass] = tcg_temp_new_i64();
13093
13094                 if (opcode == 0xa || opcode == 0xb) {
13095                     /* Non-accumulating ops */
13096                     tcg_passres = tcg_res[pass];
13097                 } else {
13098                     tcg_passres = tcg_temp_new_i64();
13099                 }
13100
13101                 if (memop & MO_SIGN) {
13102                     gen_helper_neon_mull_s16(tcg_passres, tcg_op, tcg_idx);
13103                 } else {
13104                     gen_helper_neon_mull_u16(tcg_passres, tcg_op, tcg_idx);
13105                 }
13106                 if (satop) {
13107                     gen_helper_neon_addl_saturate_s32(tcg_passres, cpu_env,
13108                                                       tcg_passres, tcg_passres);
13109                 }
13110                 tcg_temp_free_i32(tcg_op);
13111
13112                 if (opcode == 0xa || opcode == 0xb) {
13113                     continue;
13114                 }
13115
13116                 /* Accumulating op: handle accumulate step */
13117                 read_vec_element(s, tcg_res[pass], rd, pass, MO_64);
13118
13119                 switch (opcode) {
13120                 case 0x2: /* SMLAL, SMLAL2, UMLAL, UMLAL2 */
13121                     gen_helper_neon_addl_u32(tcg_res[pass], tcg_res[pass],
13122                                              tcg_passres);
13123                     break;
13124                 case 0x6: /* SMLSL, SMLSL2, UMLSL, UMLSL2 */
13125                     gen_helper_neon_subl_u32(tcg_res[pass], tcg_res[pass],
13126                                              tcg_passres);
13127                     break;
13128                 case 0x7: /* SQDMLSL, SQDMLSL2 */
13129                     gen_helper_neon_negl_u32(tcg_passres, tcg_passres);
13130                     /* fall through */
13131                 case 0x3: /* SQDMLAL, SQDMLAL2 */
13132                     gen_helper_neon_addl_saturate_s32(tcg_res[pass], cpu_env,
13133                                                       tcg_res[pass],
13134                                                       tcg_passres);
13135                     break;
13136                 default:
13137                     g_assert_not_reached();
13138                 }
13139                 tcg_temp_free_i64(tcg_passres);
13140             }
13141             tcg_temp_free_i32(tcg_idx);
13142
13143             if (is_scalar) {
13144                 tcg_gen_ext32u_i64(tcg_res[0], tcg_res[0]);
13145             }
13146         }
13147
13148         if (is_scalar) {
13149             tcg_res[1] = tcg_const_i64(0);
13150         }
13151
13152         for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
13153             write_vec_element(s, tcg_res[pass], rd, pass, MO_64);
13154             tcg_temp_free_i64(tcg_res[pass]);
13155         }
13156     }
13157
13158     if (fpst) {
13159         tcg_temp_free_ptr(fpst);
13160     }
13161 }
13162
13163 /* Crypto AES
13164  *  31             24 23  22 21       17 16    12 11 10 9    5 4    0
13165  * +-----------------+------+-----------+--------+-----+------+------+
13166  * | 0 1 0 0 1 1 1 0 | size | 1 0 1 0 0 | opcode | 1 0 |  Rn  |  Rd  |
13167  * +-----------------+------+-----------+--------+-----+------+------+
13168  */
13169 static void disas_crypto_aes(DisasContext *s, uint32_t insn)
13170 {
13171     int size = extract32(insn, 22, 2);
13172     int opcode = extract32(insn, 12, 5);
13173     int rn = extract32(insn, 5, 5);
13174     int rd = extract32(insn, 0, 5);
13175     int decrypt;
13176     TCGv_ptr tcg_rd_ptr, tcg_rn_ptr;
13177     TCGv_i32 tcg_decrypt;
13178     CryptoThreeOpIntFn *genfn;
13179
13180     if (!dc_isar_feature(aa64_aes, s) || size != 0) {
13181         unallocated_encoding(s);
13182         return;
13183     }
13184
13185     switch (opcode) {
13186     case 0x4: /* AESE */
13187         decrypt = 0;
13188         genfn = gen_helper_crypto_aese;
13189         break;
13190     case 0x6: /* AESMC */
13191         decrypt = 0;
13192         genfn = gen_helper_crypto_aesmc;
13193         break;
13194     case 0x5: /* AESD */
13195         decrypt = 1;
13196         genfn = gen_helper_crypto_aese;
13197         break;
13198     case 0x7: /* AESIMC */
13199         decrypt = 1;
13200         genfn = gen_helper_crypto_aesmc;
13201         break;
13202     default:
13203         unallocated_encoding(s);
13204         return;
13205     }
13206
13207     if (!fp_access_check(s)) {
13208         return;
13209     }
13210
13211     tcg_rd_ptr = vec_full_reg_ptr(s, rd);
13212     tcg_rn_ptr = vec_full_reg_ptr(s, rn);
13213     tcg_decrypt = tcg_const_i32(decrypt);
13214
13215     genfn(tcg_rd_ptr, tcg_rn_ptr, tcg_decrypt);
13216
13217     tcg_temp_free_ptr(tcg_rd_ptr);
13218     tcg_temp_free_ptr(tcg_rn_ptr);
13219     tcg_temp_free_i32(tcg_decrypt);
13220 }
13221
13222 /* Crypto three-reg SHA
13223  *  31             24 23  22  21 20  16  15 14    12 11 10 9    5 4    0
13224  * +-----------------+------+---+------+---+--------+-----+------+------+
13225  * | 0 1 0 1 1 1 1 0 | size | 0 |  Rm  | 0 | opcode | 0 0 |  Rn  |  Rd  |
13226  * +-----------------+------+---+------+---+--------+-----+------+------+
13227  */
13228 static void disas_crypto_three_reg_sha(DisasContext *s, uint32_t insn)
13229 {
13230     int size = extract32(insn, 22, 2);
13231     int opcode = extract32(insn, 12, 3);
13232     int rm = extract32(insn, 16, 5);
13233     int rn = extract32(insn, 5, 5);
13234     int rd = extract32(insn, 0, 5);
13235     CryptoThreeOpFn *genfn;
13236     TCGv_ptr tcg_rd_ptr, tcg_rn_ptr, tcg_rm_ptr;
13237     bool feature;
13238
13239     if (size != 0) {
13240         unallocated_encoding(s);
13241         return;
13242     }
13243
13244     switch (opcode) {
13245     case 0: /* SHA1C */
13246     case 1: /* SHA1P */
13247     case 2: /* SHA1M */
13248     case 3: /* SHA1SU0 */
13249         genfn = NULL;
13250         feature = dc_isar_feature(aa64_sha1, s);
13251         break;
13252     case 4: /* SHA256H */
13253         genfn = gen_helper_crypto_sha256h;
13254         feature = dc_isar_feature(aa64_sha256, s);
13255         break;
13256     case 5: /* SHA256H2 */
13257         genfn = gen_helper_crypto_sha256h2;
13258         feature = dc_isar_feature(aa64_sha256, s);
13259         break;
13260     case 6: /* SHA256SU1 */
13261         genfn = gen_helper_crypto_sha256su1;
13262         feature = dc_isar_feature(aa64_sha256, s);
13263         break;
13264     default:
13265         unallocated_encoding(s);
13266         return;
13267     }
13268
13269     if (!feature) {
13270         unallocated_encoding(s);
13271         return;
13272     }
13273
13274     if (!fp_access_check(s)) {
13275         return;
13276     }
13277
13278     tcg_rd_ptr = vec_full_reg_ptr(s, rd);
13279     tcg_rn_ptr = vec_full_reg_ptr(s, rn);
13280     tcg_rm_ptr = vec_full_reg_ptr(s, rm);
13281
13282     if (genfn) {
13283         genfn(tcg_rd_ptr, tcg_rn_ptr, tcg_rm_ptr);
13284     } else {
13285         TCGv_i32 tcg_opcode = tcg_const_i32(opcode);
13286
13287         gen_helper_crypto_sha1_3reg(tcg_rd_ptr, tcg_rn_ptr,
13288                                     tcg_rm_ptr, tcg_opcode);
13289         tcg_temp_free_i32(tcg_opcode);
13290     }
13291
13292     tcg_temp_free_ptr(tcg_rd_ptr);
13293     tcg_temp_free_ptr(tcg_rn_ptr);
13294     tcg_temp_free_ptr(tcg_rm_ptr);
13295 }
13296
13297 /* Crypto two-reg SHA
13298  *  31             24 23  22 21       17 16    12 11 10 9    5 4    0
13299  * +-----------------+------+-----------+--------+-----+------+------+
13300  * | 0 1 0 1 1 1 1 0 | size | 1 0 1 0 0 | opcode | 1 0 |  Rn  |  Rd  |
13301  * +-----------------+------+-----------+--------+-----+------+------+
13302  */
13303 static void disas_crypto_two_reg_sha(DisasContext *s, uint32_t insn)
13304 {
13305     int size = extract32(insn, 22, 2);
13306     int opcode = extract32(insn, 12, 5);
13307     int rn = extract32(insn, 5, 5);
13308     int rd = extract32(insn, 0, 5);
13309     CryptoTwoOpFn *genfn;
13310     bool feature;
13311     TCGv_ptr tcg_rd_ptr, tcg_rn_ptr;
13312
13313     if (size != 0) {
13314         unallocated_encoding(s);
13315         return;
13316     }
13317
13318     switch (opcode) {
13319     case 0: /* SHA1H */
13320         feature = dc_isar_feature(aa64_sha1, s);
13321         genfn = gen_helper_crypto_sha1h;
13322         break;
13323     case 1: /* SHA1SU1 */
13324         feature = dc_isar_feature(aa64_sha1, s);
13325         genfn = gen_helper_crypto_sha1su1;
13326         break;
13327     case 2: /* SHA256SU0 */
13328         feature = dc_isar_feature(aa64_sha256, s);
13329         genfn = gen_helper_crypto_sha256su0;
13330         break;
13331     default:
13332         unallocated_encoding(s);
13333         return;
13334     }
13335
13336     if (!feature) {
13337         unallocated_encoding(s);
13338         return;
13339     }
13340
13341     if (!fp_access_check(s)) {
13342         return;
13343     }
13344
13345     tcg_rd_ptr = vec_full_reg_ptr(s, rd);
13346     tcg_rn_ptr = vec_full_reg_ptr(s, rn);
13347
13348     genfn(tcg_rd_ptr, tcg_rn_ptr);
13349
13350     tcg_temp_free_ptr(tcg_rd_ptr);
13351     tcg_temp_free_ptr(tcg_rn_ptr);
13352 }
13353
13354 /* Crypto three-reg SHA512
13355  *  31                   21 20  16 15  14  13 12  11  10  9    5 4    0
13356  * +-----------------------+------+---+---+-----+--------+------+------+
13357  * | 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 |  Rm  | 1 | O | 0 0 | opcode |  Rn  |  Rd  |
13358  * +-----------------------+------+---+---+-----+--------+------+------+
13359  */
13360 static void disas_crypto_three_reg_sha512(DisasContext *s, uint32_t insn)
13361 {
13362     int opcode = extract32(insn, 10, 2);
13363     int o =  extract32(insn, 14, 1);
13364     int rm = extract32(insn, 16, 5);
13365     int rn = extract32(insn, 5, 5);
13366     int rd = extract32(insn, 0, 5);
13367     bool feature;
13368     CryptoThreeOpFn *genfn;
13369
13370     if (o == 0) {
13371         switch (opcode) {
13372         case 0: /* SHA512H */
13373             feature = dc_isar_feature(aa64_sha512, s);
13374             genfn = gen_helper_crypto_sha512h;
13375             break;
13376         case 1: /* SHA512H2 */
13377             feature = dc_isar_feature(aa64_sha512, s);
13378             genfn = gen_helper_crypto_sha512h2;
13379             break;
13380         case 2: /* SHA512SU1 */
13381             feature = dc_isar_feature(aa64_sha512, s);
13382             genfn = gen_helper_crypto_sha512su1;
13383             break;
13384         case 3: /* RAX1 */
13385             feature = dc_isar_feature(aa64_sha3, s);
13386             genfn = NULL;
13387             break;
13388         }
13389     } else {
13390         switch (opcode) {
13391         case 0: /* SM3PARTW1 */
13392             feature = dc_isar_feature(aa64_sm3, s);
13393             genfn = gen_helper_crypto_sm3partw1;
13394             break;
13395         case 1: /* SM3PARTW2 */
13396             feature = dc_isar_feature(aa64_sm3, s);
13397             genfn = gen_helper_crypto_sm3partw2;
13398             break;
13399         case 2: /* SM4EKEY */
13400             feature = dc_isar_feature(aa64_sm4, s);
13401             genfn = gen_helper_crypto_sm4ekey;
13402             break;
13403         default:
13404             unallocated_encoding(s);
13405             return;
13406         }
13407     }
13408
13409     if (!feature) {
13410         unallocated_encoding(s);
13411         return;
13412     }
13413
13414     if (!fp_access_check(s)) {
13415         return;
13416     }
13417
13418     if (genfn) {
13419         TCGv_ptr tcg_rd_ptr, tcg_rn_ptr, tcg_rm_ptr;
13420
13421         tcg_rd_ptr = vec_full_reg_ptr(s, rd);
13422         tcg_rn_ptr = vec_full_reg_ptr(s, rn);
13423         tcg_rm_ptr = vec_full_reg_ptr(s, rm);
13424
13425         genfn(tcg_rd_ptr, tcg_rn_ptr, tcg_rm_ptr);
13426
13427         tcg_temp_free_ptr(tcg_rd_ptr);
13428         tcg_temp_free_ptr(tcg_rn_ptr);
13429         tcg_temp_free_ptr(tcg_rm_ptr);
13430     } else {
13431         TCGv_i64 tcg_op1, tcg_op2, tcg_res[2];
13432         int pass;
13433
13434         tcg_op1 = tcg_temp_new_i64();
13435         tcg_op2 = tcg_temp_new_i64();
13436         tcg_res[0] = tcg_temp_new_i64();
13437         tcg_res[1] = tcg_temp_new_i64();
13438
13439         for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
13440             read_vec_element(s, tcg_op1, rn, pass, MO_64);
13441             read_vec_element(s, tcg_op2, rm, pass, MO_64);
13442
13443             tcg_gen_rotli_i64(tcg_res[pass], tcg_op2, 1);
13444             tcg_gen_xor_i64(tcg_res[pass], tcg_res[pass], tcg_op1);
13445         }
13446         write_vec_element(s, tcg_res[0], rd, 0, MO_64);
13447         write_vec_element(s, tcg_res[1], rd, 1, MO_64);
13448
13449         tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
13450         tcg_temp_free_i64(tcg_op2);
13451         tcg_temp_free_i64(tcg_res[0]);
13452         tcg_temp_free_i64(tcg_res[1]);
13453     }
13454 }
13455
13456 /* Crypto two-reg SHA512
13457  *  31                                     12  11  10  9    5 4    0
13458  * +-----------------------------------------+--------+------+------+
13459  * | 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 | opcode |  Rn  |  Rd  |
13460  * +-----------------------------------------+--------+------+------+
13461  */
13462 static void disas_crypto_two_reg_sha512(DisasContext *s, uint32_t insn)
13463 {
13464     int opcode = extract32(insn, 10, 2);
13465     int rn = extract32(insn, 5, 5);
13466     int rd = extract32(insn, 0, 5);
13467     TCGv_ptr tcg_rd_ptr, tcg_rn_ptr;
13468     bool feature;
13469     CryptoTwoOpFn *genfn;
13470
13471     switch (opcode) {
13472     case 0: /* SHA512SU0 */
13473         feature = dc_isar_feature(aa64_sha512, s);
13474         genfn = gen_helper_crypto_sha512su0;
13475         break;
13476     case 1: /* SM4E */
13477         feature = dc_isar_feature(aa64_sm4, s);
13478         genfn = gen_helper_crypto_sm4e;
13479         break;
13480     default:
13481         unallocated_encoding(s);
13482         return;
13483     }
13484
13485     if (!feature) {
13486         unallocated_encoding(s);
13487         return;
13488     }
13489
13490     if (!fp_access_check(s)) {
13491         return;
13492     }
13493
13494     tcg_rd_ptr = vec_full_reg_ptr(s, rd);
13495     tcg_rn_ptr = vec_full_reg_ptr(s, rn);
13496
13497     genfn(tcg_rd_ptr, tcg_rn_ptr);
13498
13499     tcg_temp_free_ptr(tcg_rd_ptr);
13500     tcg_temp_free_ptr(tcg_rn_ptr);
13501 }
13502
13503 /* Crypto four-register
13504  *  31               23 22 21 20  16 15  14  10 9    5 4    0
13505  * +-------------------+-----+------+---+------+------+------+
13506  * | 1 1 0 0 1 1 1 0 0 | Op0 |  Rm  | 0 |  Ra  |  Rn  |  Rd  |
13507  * +-------------------+-----+------+---+------+------+------+
13508  */
13509 static void disas_crypto_four_reg(DisasContext *s, uint32_t insn)
13510 {
13511     int op0 = extract32(insn, 21, 2);
13512     int rm = extract32(insn, 16, 5);
13513     int ra = extract32(insn, 10, 5);
13514     int rn = extract32(insn, 5, 5);
13515     int rd = extract32(insn, 0, 5);
13516     bool feature;
13517
13518     switch (op0) {
13519     case 0: /* EOR3 */
13520     case 1: /* BCAX */
13521         feature = dc_isar_feature(aa64_sha3, s);
13522         break;
13523     case 2: /* SM3SS1 */
13524         feature = dc_isar_feature(aa64_sm3, s);
13525         break;
13526     default:
13527         unallocated_encoding(s);
13528         return;
13529     }
13530
13531     if (!feature) {
13532         unallocated_encoding(s);
13533         return;
13534     }
13535
13536     if (!fp_access_check(s)) {
13537         return;
13538     }
13539
13540     if (op0 < 2) {
13541         TCGv_i64 tcg_op1, tcg_op2, tcg_op3, tcg_res[2];
13542         int pass;
13543
13544         tcg_op1 = tcg_temp_new_i64();
13545         tcg_op2 = tcg_temp_new_i64();
13546         tcg_op3 = tcg_temp_new_i64();
13547         tcg_res[0] = tcg_temp_new_i64();
13548         tcg_res[1] = tcg_temp_new_i64();
13549
13550         for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
13551             read_vec_element(s, tcg_op1, rn, pass, MO_64);
13552             read_vec_element(s, tcg_op2, rm, pass, MO_64);
13553             read_vec_element(s, tcg_op3, ra, pass, MO_64);
13554
13555             if (op0 == 0) {
13556                 /* EOR3 */
13557                 tcg_gen_xor_i64(tcg_res[pass], tcg_op2, tcg_op3);
13558             } else {
13559                 /* BCAX */
13560                 tcg_gen_andc_i64(tcg_res[pass], tcg_op2, tcg_op3);
13561             }
13562             tcg_gen_xor_i64(tcg_res[pass], tcg_res[pass], tcg_op1);
13563         }
13564         write_vec_element(s, tcg_res[0], rd, 0, MO_64);
13565         write_vec_element(s, tcg_res[1], rd, 1, MO_64);
13566
13567         tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
13568         tcg_temp_free_i64(tcg_op2);
13569         tcg_temp_free_i64(tcg_op3);
13570         tcg_temp_free_i64(tcg_res[0]);
13571         tcg_temp_free_i64(tcg_res[1]);
13572     } else {
13573         TCGv_i32 tcg_op1, tcg_op2, tcg_op3, tcg_res, tcg_zero;
13574
13575         tcg_op1 = tcg_temp_new_i32();
13576         tcg_op2 = tcg_temp_new_i32();
13577         tcg_op3 = tcg_temp_new_i32();
13578         tcg_res = tcg_temp_new_i32();
13579         tcg_zero = tcg_const_i32(0);
13580
13581         read_vec_element_i32(s, tcg_op1, rn, 3, MO_32);
13582         read_vec_element_i32(s, tcg_op2, rm, 3, MO_32);
13583         read_vec_element_i32(s, tcg_op3, ra, 3, MO_32);
13584
13585         tcg_gen_rotri_i32(tcg_res, tcg_op1, 20);
13586         tcg_gen_add_i32(tcg_res, tcg_res, tcg_op2);
13587         tcg_gen_add_i32(tcg_res, tcg_res, tcg_op3);
13588         tcg_gen_rotri_i32(tcg_res, tcg_res, 25);
13589
13590         write_vec_element_i32(s, tcg_zero, rd, 0, MO_32);
13591         write_vec_element_i32(s, tcg_zero, rd, 1, MO_32);
13592         write_vec_element_i32(s, tcg_zero, rd, 2, MO_32);
13593         write_vec_element_i32(s, tcg_res, rd, 3, MO_32);
13594
13595         tcg_temp_free_i32(tcg_op1);
13596         tcg_temp_free_i32(tcg_op2);
13597         tcg_temp_free_i32(tcg_op3);
13598         tcg_temp_free_i32(tcg_res);
13599         tcg_temp_free_i32(tcg_zero);
13600     }
13601 }
13602
13603 /* Crypto XAR
13604  *  31                   21 20  16 15    10 9    5 4    0
13605  * +-----------------------+------+--------+------+------+
13606  * | 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 |  Rm  |  imm6  |  Rn  |  Rd  |
13607  * +-----------------------+------+--------+------+------+
13608  */
13609 static void disas_crypto_xar(DisasContext *s, uint32_t insn)
13610 {
13611     int rm = extract32(insn, 16, 5);
13612     int imm6 = extract32(insn, 10, 6);
13613     int rn = extract32(insn, 5, 5);
13614     int rd = extract32(insn, 0, 5);
13615     TCGv_i64 tcg_op1, tcg_op2, tcg_res[2];
13616     int pass;
13617
13618     if (!dc_isar_feature(aa64_sha3, s)) {
13619         unallocated_encoding(s);
13620         return;
13621     }
13622
13623     if (!fp_access_check(s)) {
13624         return;
13625     }
13626
13627     tcg_op1 = tcg_temp_new_i64();
13628     tcg_op2 = tcg_temp_new_i64();
13629     tcg_res[0] = tcg_temp_new_i64();
13630     tcg_res[1] = tcg_temp_new_i64();
13631
13632     for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
13633         read_vec_element(s, tcg_op1, rn, pass, MO_64);
13634         read_vec_element(s, tcg_op2, rm, pass, MO_64);
13635
13636         tcg_gen_xor_i64(tcg_res[pass], tcg_op1, tcg_op2);
13637         tcg_gen_rotri_i64(tcg_res[pass], tcg_res[pass], imm6);
13638     }
13639     write_vec_element(s, tcg_res[0], rd, 0, MO_64);
13640     write_vec_element(s, tcg_res[1], rd, 1, MO_64);
13641
13642     tcg_temp_free_i64(tcg_op1);
13643     tcg_temp_free_i64(tcg_op2);
13644     tcg_temp_free_i64(tcg_res[0]);
13645     tcg_temp_free_i64(tcg_res[1]);
13646 }
13647
13648 /* Crypto three-reg imm2
13649  *  31                   21 20  16 15  14 13 12  11  10  9    5 4    0
13650  * +-----------------------+------+-----+------+--------+------+------+
13651  * | 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 |  Rm  | 1 0 | imm2 | opcode |  Rn  |  Rd  |
13652  * +-----------------------+------+-----+------+--------+------+------+
13653  */
13654 static void disas_crypto_three_reg_imm2(DisasContext *s, uint32_t insn)
13655 {
13656     int opcode = extract32(insn, 10, 2);
13657     int imm2 = extract32(insn, 12, 2);
13658     int rm = extract32(insn, 16, 5);
13659     int rn = extract32(insn, 5, 5);
13660     int rd = extract32(insn, 0, 5);
13661     TCGv_ptr tcg_rd_ptr, tcg_rn_ptr, tcg_rm_ptr;
13662     TCGv_i32 tcg_imm2, tcg_opcode;
13663
13664     if (!dc_isar_feature(aa64_sm3, s)) {
13665         unallocated_encoding(s);
13666         return;
13667     }
13668
13669     if (!fp_access_check(s)) {
13670         return;
13671     }
13672
13673     tcg_rd_ptr = vec_full_reg_ptr(s, rd);
13674     tcg_rn_ptr = vec_full_reg_ptr(s, rn);
13675     tcg_rm_ptr = vec_full_reg_ptr(s, rm);
13676     tcg_imm2   = tcg_const_i32(imm2);
13677     tcg_opcode = tcg_const_i32(opcode);
13678
13679     gen_helper_crypto_sm3tt(tcg_rd_ptr, tcg_rn_ptr, tcg_rm_ptr, tcg_imm2,
13680                             tcg_opcode);
13681
13682     tcg_temp_free_ptr(tcg_rd_ptr);
13683     tcg_temp_free_ptr(tcg_rn_ptr);
13684     tcg_temp_free_ptr(tcg_rm_ptr);
13685     tcg_temp_free_i32(tcg_imm2);
13686     tcg_temp_free_i32(tcg_opcode);
13687 }
13688
13689 /* C3.6 Data processing - SIMD, inc Crypto
13690  *
13691  * As the decode gets a little complex we are using a table based
13692  * approach for this part of the decode.
13693  */
13694 static const AArch64DecodeTable data_proc_simd[] = {
13695     /* pattern  ,  mask     ,  fn                        */
13696     { 0x0e200400, 0x9f200400, disas_simd_three_reg_same },
13697     { 0x0e008400, 0x9f208400, disas_simd_three_reg_same_extra },
13698     { 0x0e200000, 0x9f200c00, disas_simd_three_reg_diff },
13699     { 0x0e200800, 0x9f3e0c00, disas_simd_two_reg_misc },
13700     { 0x0e300800, 0x9f3e0c00, disas_simd_across_lanes },
13701     { 0x0e000400, 0x9fe08400, disas_simd_copy },
13702     { 0x0f000000, 0x9f000400, disas_simd_indexed }, /* vector indexed */
13703     /* simd_mod_imm decode is a subset of simd_shift_imm, so must precede it */
13704     { 0x0f000400, 0x9ff80400, disas_simd_mod_imm },
13705     { 0x0f000400, 0x9f800400, disas_simd_shift_imm },
13706     { 0x0e000000, 0xbf208c00, disas_simd_tb },
13707     { 0x0e000800, 0xbf208c00, disas_simd_zip_trn },
13708     { 0x2e000000, 0xbf208400, disas_simd_ext },
13709     { 0x5e200400, 0xdf200400, disas_simd_scalar_three_reg_same },
13710     { 0x5e008400, 0xdf208400, disas_simd_scalar_three_reg_same_extra },
13711     { 0x5e200000, 0xdf200c00, disas_simd_scalar_three_reg_diff },
13712     { 0x5e200800, 0xdf3e0c00, disas_simd_scalar_two_reg_misc },
13713     { 0x5e300800, 0xdf3e0c00, disas_simd_scalar_pairwise },
13714     { 0x5e000400, 0xdfe08400, disas_simd_scalar_copy },
13715     { 0x5f000000, 0xdf000400, disas_simd_indexed }, /* scalar indexed */
13716     { 0x5f000400, 0xdf800400, disas_simd_scalar_shift_imm },
13717     { 0x4e280800, 0xff3e0c00, disas_crypto_aes },
13718     { 0x5e000000, 0xff208c00, disas_crypto_three_reg_sha },
13719     { 0x5e280800, 0xff3e0c00, disas_crypto_two_reg_sha },
13720     { 0xce608000, 0xffe0b000, disas_crypto_three_reg_sha512 },
13721     { 0xcec08000, 0xfffff000, disas_crypto_two_reg_sha512 },
13722     { 0xce000000, 0xff808000, disas_crypto_four_reg },
13723     { 0xce800000, 0xffe00000, disas_crypto_xar },
13724     { 0xce408000, 0xffe0c000, disas_crypto_three_reg_imm2 },
13725     { 0x0e400400, 0x9f60c400, disas_simd_three_reg_same_fp16 },
13726     { 0x0e780800, 0x8f7e0c00, disas_simd_two_reg_misc_fp16 },
13727     { 0x5e400400, 0xdf60c400, disas_simd_scalar_three_reg_same_fp16 },
13728     { 0x00000000, 0x00000000, NULL }
13729 };
13730
13731 static void disas_data_proc_simd(DisasContext *s, uint32_t insn)
13732 {
13733     /* Note that this is called with all non-FP cases from
13734      * table C3-6 so it must UNDEF for entries not specifically
13735      * allocated to instructions in that table.
13736      */
13737     AArch64DecodeFn *fn = lookup_disas_fn(&data_proc_simd[0], insn);
13738     if (fn) {
13739         fn(s, insn);
13740     } else {
13741         unallocated_encoding(s);
13742     }
13743 }
13744
13745 /* C3.6 Data processing - SIMD and floating point */
13746 static void disas_data_proc_simd_fp(DisasContext *s, uint32_t insn)
13747 {
13748     if (extract32(insn, 28, 1) == 1 && extract32(insn, 30, 1) == 0) {
13749         disas_data_proc_fp(s, insn);
13750     } else {
13751         /* SIMD, including crypto */
13752         disas_data_proc_simd(s, insn);
13753     }
13754 }
13755
13756 /* C3.1 A64 instruction index by encoding */
13757 static void disas_a64_insn(CPUARMState *env, DisasContext *s)
13758 {
13759     uint32_t insn;
13760
13761     insn = arm_ldl_code(env, s->pc, s->sctlr_b);
13762     s->insn = insn;
13763     s->pc += 4;
13764
13765     s->fp_access_checked = false;
13766
13767     switch (extract32(insn, 25, 4)) {
13768     case 0x0: case 0x1: case 0x3: /* UNALLOCATED */
13769         unallocated_encoding(s);
13770         break;
13771     case 0x2:
13772         if (!dc_isar_feature(aa64_sve, s) || !disas_sve(s, insn)) {
13773             unallocated_encoding(s);
13774         }
13775         break;
13776     case 0x8: case 0x9: /* Data processing - immediate */
13777         disas_data_proc_imm(s, insn);
13778         break;
13779     case 0xa: case 0xb: /* Branch, exception generation and system insns */
13780         disas_b_exc_sys(s, insn);
13781         break;
13782     case 0x4:
13783     case 0x6:
13784     case 0xc:
13785     case 0xe:      /* Loads and stores */
13786         disas_ldst(s, insn);
13787         break;
13788     case 0x5:
13789     case 0xd:      /* Data processing - register */
13790         disas_data_proc_reg(s, insn);
13791         break;
13792     case 0x7:
13793     case 0xf:      /* Data processing - SIMD and floating point */
13794         disas_data_proc_simd_fp(s, insn);
13795         break;
13796     default:
13797         assert(FALSE); /* all 15 cases should be handled above */
13798         break;
13799     }
13800
13801     /* if we allocated any temporaries, free them here */
13802     free_tmp_a64(s);
13803 }
13804
13805 static void aarch64_tr_init_disas_context(DisasContextBase *dcbase,
13806                                           CPUState *cpu)
13807 {
13808     DisasContext *dc = container_of(dcbase, DisasContext, base);
13809     CPUARMState *env = cpu->env_ptr;
13810     ARMCPU *arm_cpu = arm_env_get_cpu(env);
13811     uint32_t tb_flags = dc->base.tb->flags;
13812     int bound, core_mmu_idx;
13813
13814     dc->isar = &arm_cpu->isar;
13815     dc->pc = dc->base.pc_first;
13816     dc->condjmp = 0;
13817
13818     dc->aarch64 = 1;
13819     /* If we are coming from secure EL0 in a system with a 32-bit EL3, then
13820      * there is no secure EL1, so we route exceptions to EL3.
13821      */
13822     dc->secure_routed_to_el3 = arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL3) &&
13823                                !arm_el_is_aa64(env, 3);
13824     dc->thumb = 0;
13825     dc->sctlr_b = 0;
13826     dc->be_data = FIELD_EX32(tb_flags, TBFLAG_ANY, BE_DATA) ? MO_BE : MO_LE;
13827     dc->condexec_mask = 0;
13828     dc->condexec_cond = 0;
13829     core_mmu_idx = FIELD_EX32(tb_flags, TBFLAG_ANY, MMUIDX);
13830     dc->mmu_idx = core_to_arm_mmu_idx(env, core_mmu_idx);
13831     dc->tbii = FIELD_EX32(tb_flags, TBFLAG_A64, TBII);
13832     dc->current_el = arm_mmu_idx_to_el(dc->mmu_idx);
13833 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
13834     dc->user = (dc->current_el == 0);
13835 #endif
13836     dc->fp_excp_el = FIELD_EX32(tb_flags, TBFLAG_ANY, FPEXC_EL);
13837     dc->sve_excp_el = FIELD_EX32(tb_flags, TBFLAG_A64, SVEEXC_EL);
13838     dc->sve_len = (FIELD_EX32(tb_flags, TBFLAG_A64, ZCR_LEN) + 1) * 16;
13839     dc->pauth_active = FIELD_EX32(tb_flags, TBFLAG_A64, PAUTH_ACTIVE);
13840     dc->vec_len = 0;
13841     dc->vec_stride = 0;
13842     dc->cp_regs = arm_cpu->cp_regs;
13843     dc->features = env->features;
13844
13845     /* Single step state. The code-generation logic here is:
13846      *  SS_ACTIVE == 0:
13847      *   generate code with no special handling for single-stepping (except
13848      *   that anything that can make us go to SS_ACTIVE == 1 must end the TB;
13849      *   this happens anyway because those changes are all system register or
13850      *   PSTATE writes).
13851      *  SS_ACTIVE == 1, PSTATE.SS == 1: (active-not-pending)
13852      *   emit code for one insn
13853      *   emit code to clear PSTATE.SS
13854      *   emit code to generate software step exception for completed step
13855      *   end TB (as usual for having generated an exception)
13856      *  SS_ACTIVE == 1, PSTATE.SS == 0: (active-pending)
13857      *   emit code to generate a software step exception
13858      *   end the TB
13859      */
13860     dc->ss_active = FIELD_EX32(tb_flags, TBFLAG_ANY, SS_ACTIVE);
13861     dc->pstate_ss = FIELD_EX32(tb_flags, TBFLAG_ANY, PSTATE_SS);
13862     dc->is_ldex = false;
13863     dc->ss_same_el = (arm_debug_target_el(env) == dc->current_el);
13864
13865     /* Bound the number of insns to execute to those left on the page.  */
13866     bound = -(dc->base.pc_first | TARGET_PAGE_MASK) / 4;
13867
13868     /* If architectural single step active, limit to 1.  */
13869     if (dc->ss_active) {
13870         bound = 1;
13871     }
13872     dc->base.max_insns = MIN(dc->base.max_insns, bound);
13873
13874     init_tmp_a64_array(dc);
13875 }
13876
13877 static void aarch64_tr_tb_start(DisasContextBase *db, CPUState *cpu)
13878 {
13879 }
13880
13881 static void aarch64_tr_insn_start(DisasContextBase *dcbase, CPUState *cpu)
13882 {
13883     DisasContext *dc = container_of(dcbase, DisasContext, base);
13884
13885     tcg_gen_insn_start(dc->pc, 0, 0);
13886     dc->insn_start = tcg_last_op();
13887 }
13888
13889 static bool aarch64_tr_breakpoint_check(DisasContextBase *dcbase, CPUState *cpu,
13890                                         const CPUBreakpoint *bp)
13891 {
13892     DisasContext *dc = container_of(dcbase, DisasContext, base);
13893
13894     if (bp->flags & BP_CPU) {
13895         gen_a64_set_pc_im(dc->pc);
13896         gen_helper_check_breakpoints(cpu_env);
13897         /* End the TB early; it likely won't be executed */
13898         dc->base.is_jmp = DISAS_TOO_MANY;
13899     } else {
13900         gen_exception_internal_insn(dc, 0, EXCP_DEBUG);
13901         /* The address covered by the breakpoint must be
13902            included in [tb->pc, tb->pc + tb->size) in order
13903            to for it to be properly cleared -- thus we
13904            increment the PC here so that the logic setting
13905            tb->size below does the right thing.  */
13906         dc->pc += 4;
13907         dc->base.is_jmp = DISAS_NORETURN;
13908     }
13909
13910     return true;
13911 }
13912
13913 static void aarch64_tr_translate_insn(DisasContextBase *dcbase, CPUState *cpu)
13914 {
13915     DisasContext *dc = container_of(dcbase, DisasContext, base);
13916     CPUARMState *env = cpu->env_ptr;
13917
13918     if (dc->ss_active && !dc->pstate_ss) {
13919         /* Singlestep state is Active-pending.
13920          * If we're in this state at the start of a TB then either
13921          *  a) we just took an exception to an EL which is being debugged
13922          *     and this is the first insn in the exception handler
13923          *  b) debug exceptions were masked and we just unmasked them
13924          *     without changing EL (eg by clearing PSTATE.D)
13925          * In either case we're going to take a swstep exception in the
13926          * "did not step an insn" case, and so the syndrome ISV and EX
13927          * bits should be zero.
13928          */
13929         assert(dc->base.num_insns == 1);
13930         gen_exception(EXCP_UDEF, syn_swstep(dc->ss_same_el, 0, 0),
13931                       default_exception_el(dc));
13932         dc->base.is_jmp = DISAS_NORETURN;
13933     } else {
13934         disas_a64_insn(env, dc);
13935     }
13936
13937     dc->base.pc_next = dc->pc;
13938     translator_loop_temp_check(&dc->base);
13939 }
13940
13941 static void aarch64_tr_tb_stop(DisasContextBase *dcbase, CPUState *cpu)
13942 {
13943     DisasContext *dc = container_of(dcbase, DisasContext, base);
13944
13945     if (unlikely(dc->base.singlestep_enabled || dc->ss_active)) {
13946         /* Note that this means single stepping WFI doesn't halt the CPU.
13947          * For conditional branch insns this is harmless unreachable code as
13948          * gen_goto_tb() has already handled emitting the debug exception
13949          * (and thus a tb-jump is not possible when singlestepping).
13950          */
13951         switch (dc->base.is_jmp) {
13952         default:
13953             gen_a64_set_pc_im(dc->pc);
13954             /* fall through */
13955         case DISAS_EXIT:
13956         case DISAS_JUMP:
13957             if (dc->base.singlestep_enabled) {
13958                 gen_exception_internal(EXCP_DEBUG);
13959             } else {
13960                 gen_step_complete_exception(dc);
13961             }
13962             break;
13963         case DISAS_NORETURN:
13964             break;
13965         }
13966     } else {
13967         switch (dc->base.is_jmp) {
13968         case DISAS_NEXT:
13969         case DISAS_TOO_MANY:
13970             gen_goto_tb(dc, 1, dc->pc);
13971             break;
13972         default:
13973         case DISAS_UPDATE:
13974             gen_a64_set_pc_im(dc->pc);
13975             /* fall through */
13976         case DISAS_EXIT:
13977             tcg_gen_exit_tb(NULL, 0);
13978             break;
13979         case DISAS_JUMP:
13980             tcg_gen_lookup_and_goto_ptr();
13981             break;
13982         case DISAS_NORETURN:
13983         case DISAS_SWI:
13984             break;
13985         case DISAS_WFE:
13986             gen_a64_set_pc_im(dc->pc);
13987             gen_helper_wfe(cpu_env);
13988             break;
13989         case DISAS_YIELD:
13990             gen_a64_set_pc_im(dc->pc);
13991             gen_helper_yield(cpu_env);
13992             break;
13993         case DISAS_WFI:
13994         {
13995             /* This is a special case because we don't want to just halt the CPU
13996              * if trying to debug across a WFI.
13997              */
13998             TCGv_i32 tmp = tcg_const_i32(4);
13999
14000             gen_a64_set_pc_im(dc->pc);
14001             gen_helper_wfi(cpu_env, tmp);
14002             tcg_temp_free_i32(tmp);
14003             /* The helper doesn't necessarily throw an exception, but we
14004              * must go back to the main loop to check for interrupts anyway.
14005              */
14006             tcg_gen_exit_tb(NULL, 0);
14007             break;
14008         }
14009         }
14010     }
14011
14012     /* Functions above can change dc->pc, so re-align db->pc_next */
14013     dc->base.pc_next = dc->pc;
14014 }
14015
14016 static void aarch64_tr_disas_log(const DisasContextBase *dcbase,
14017                                       CPUState *cpu)
14018 {
14019     DisasContext *dc = container_of(dcbase, DisasContext, base);
14020
14021     qemu_log("IN: %s\n", lookup_symbol(dc->base.pc_first));
14022     log_target_disas(cpu, dc->base.pc_first, dc->base.tb->size);
14023 }
14024
14025 const TranslatorOps aarch64_translator_ops = {
14026     .init_disas_context = aarch64_tr_init_disas_context,
14027     .tb_start           = aarch64_tr_tb_start,
14028     .insn_start         = aarch64_tr_insn_start,
14029     .breakpoint_check   = aarch64_tr_breakpoint_check,
14030     .translate_insn     = aarch64_tr_translate_insn,
14031     .tb_stop            = aarch64_tr_tb_stop,
14032     .disas_log          = aarch64_tr_disas_log,
14033 };
This page took 0.842515 seconds and 4 git commands to generate.