test(cpu): PPCBUG-240/277/278/316/321/370/490/517 P8 batch 4 — VMX integer/permute/load-store
Phase 8 batch 4 — VMX integer + permute/pack + multiply-sum + load/store. 12 new tests: - VMX add/sub (240): vaddubm byte add, vsubuwm word sub. - VMX compare (277): vcmpequb lane mask. - VMX min/max (278): vmaxsw signed lane max. - VMX shift/rotate (316): vsl 128-bit left shift, vsraw arithmetic per-lane. - VMX logical (321): vand lane-wise AND. - VMX permute (370): vsldoi byte concatenation + shift. - VMX multiply-sum (490): vmaddfp lane FMA. - VMX load/store (517): lvx aligned quadword load, stvx aligned store, lvebx byte-lane load. Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.6 <noreply@anthropic.com>
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@@ -7198,6 +7198,239 @@ mod tests {
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assert_eq!(r[3], -1);
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assert_eq!(r[3], -1);
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}
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}
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// ───────────────────────────────────────────────────────────────────────
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// P8 batch 4 — VMX integer + permute/pack + multiply-sum + load/store
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// (PPCBUG-240/243/277-279/316-325/370-378/490-494/517-519)
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// ───────────────────────────────────────────────────────────────────────
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// PPCBUG-240 VMX integer add/sub.
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#[test]
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fn vaddubm_lane_wise_byte_add() {
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let mut ctx = PpcContext::new();
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let mut mem = TestMem::new();
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ctx.vr[1] = xenia_types::Vec128::from_bytes([0x10; 16]);
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ctx.vr[2] = xenia_types::Vec128::from_bytes([0x20; 16]);
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// vaddubm canary base 0x10000000 → XO=0
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let raw = (4u32 << 26) | (3 << 21) | (1 << 16) | (2 << 11);
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write_instr(&mut mem, 0, raw);
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ctx.pc = 0;
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step(&mut ctx, &mut mem);
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let r = ctx.vr[3].as_bytes();
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assert_eq!(r[0], 0x30);
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assert_eq!(r[15], 0x30);
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}
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#[test]
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fn vsubuwm_lane_wise_word_sub() {
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let mut ctx = PpcContext::new();
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let mut mem = TestMem::new();
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ctx.vr[1] = xenia_types::Vec128::from_u32x4(100, 200, 300, 400);
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ctx.vr[2] = xenia_types::Vec128::from_u32x4(40, 30, 20, 10);
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// vsubuwm canary base 0x10000480 → XO=1152
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let raw = (4u32 << 26) | (3 << 21) | (1 << 16) | (2 << 11) | 1152;
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write_instr(&mut mem, 0, raw);
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ctx.pc = 0;
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step(&mut ctx, &mut mem);
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let r = ctx.vr[3].as_u32x4();
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assert_eq!(r[0], 60);
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assert_eq!(r[1], 170);
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assert_eq!(r[2], 280);
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assert_eq!(r[3], 390);
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}
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// PPCBUG-277 VMX integer compare.
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#[test]
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fn vcmpequb_lane_wise_byte_compare() {
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let mut ctx = PpcContext::new();
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let mut mem = TestMem::new();
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ctx.vr[1] = xenia_types::Vec128::from_bytes([0xAA; 16]);
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ctx.vr[2] = xenia_types::Vec128::from_bytes([0xAA; 16]);
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// vcmpequb canary base 0x10000006 → XO=6
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let raw = (4u32 << 26) | (3 << 21) | (1 << 16) | (2 << 11) | 6;
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write_instr(&mut mem, 0, raw);
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ctx.pc = 0;
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step(&mut ctx, &mut mem);
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let r = ctx.vr[3].as_bytes();
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assert_eq!(r[0], 0xFF);
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assert_eq!(r[15], 0xFF);
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}
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// PPCBUG-278 VMX min/max.
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#[test]
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fn vmaxsw_lane_wise_signed_max() {
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let mut ctx = PpcContext::new();
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let mut mem = TestMem::new();
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ctx.vr[1] = crate::vmx::from_i32x4([10, -5, 100, -1000]);
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ctx.vr[2] = crate::vmx::from_i32x4([20, 5, -100, 1000]);
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// vmaxsw canary base 0x10000182 → XO=386
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let raw = (4u32 << 26) | (3 << 21) | (1 << 16) | (2 << 11) | 386;
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write_instr(&mut mem, 0, raw);
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ctx.pc = 0;
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step(&mut ctx, &mut mem);
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|
let r = crate::vmx::as_i32x4(ctx.vr[3]);
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assert_eq!(r[0], 20);
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assert_eq!(r[1], 5);
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assert_eq!(r[2], 100);
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assert_eq!(r[3], 1000);
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}
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// PPCBUG-316 VMX shift/rotate.
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#[test]
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fn vsl_left_shift_via_low3_bits_of_lane15() {
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// vsl shifts the 128-bit value left by (vB[15] & 7) bits.
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let mut ctx = PpcContext::new();
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let mut mem = TestMem::new();
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ctx.vr[1] = xenia_types::Vec128::from_u32x4(0x1234_5678, 0, 0, 0);
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let mut sh = [0u8; 16]; sh[15] = 4;
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ctx.vr[2] = xenia_types::Vec128::from_bytes(sh);
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// vsl canary base 0x100001c4 → XO=452
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let raw = (4u32 << 26) | (3 << 21) | (1 << 16) | (2 << 11) | 452;
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write_instr(&mut mem, 0, raw);
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ctx.pc = 0;
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step(&mut ctx, &mut mem);
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|
let r = ctx.vr[3].as_u32x4();
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assert_eq!(r[0], 0x2345_6780, "shift left by 4 bits");
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}
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#[test]
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fn vsraw_arithmetic_right_shift_per_lane() {
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let mut ctx = PpcContext::new();
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let mut mem = TestMem::new();
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ctx.vr[1] = crate::vmx::from_i32x4([-16, 16, -1, 0x4000_0000]);
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ctx.vr[2] = xenia_types::Vec128::from_u32x4(2, 2, 2, 2);
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// vsraw canary base 0x10000384 → XO=900
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let raw = (4u32 << 26) | (3 << 21) | (1 << 16) | (2 << 11) | 900;
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write_instr(&mut mem, 0, raw);
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|
ctx.pc = 0;
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step(&mut ctx, &mut mem);
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let r = crate::vmx::as_i32x4(ctx.vr[3]);
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assert_eq!(r[0], -4);
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assert_eq!(r[1], 4);
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assert_eq!(r[2], -1); // arith shift preserves sign
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assert_eq!(r[3], 0x1000_0000);
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}
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// PPCBUG-321 VMX logical.
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#[test]
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fn vand_lane_wise_and() {
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let mut ctx = PpcContext::new();
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let mut mem = TestMem::new();
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ctx.vr[1] = xenia_types::Vec128::from_u32x4(0xFFFF_FFFF, 0xAAAA_AAAA, 0x5555_5555, 0);
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|
ctx.vr[2] = xenia_types::Vec128::from_u32x4(0xAAAA_AAAA, 0x5555_5555, 0xFFFF_FFFF, 0xFFFF_FFFF);
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// vand canary base 0x10000404 → XO=1028
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let raw = (4u32 << 26) | (3 << 21) | (1 << 16) | (2 << 11) | 1028;
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write_instr(&mut mem, 0, raw);
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|
ctx.pc = 0;
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step(&mut ctx, &mut mem);
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|
let r = ctx.vr[3].as_u32x4();
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|
assert_eq!(r[0], 0xAAAA_AAAA);
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|
assert_eq!(r[1], 0);
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||||||
|
assert_eq!(r[2], 0x5555_5555);
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||||||
|
assert_eq!(r[3], 0);
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|
}
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// PPCBUG-370 VMX permute/pack.
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#[test]
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fn vsldoi_byte_concat_shift() {
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let mut ctx = PpcContext::new();
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let mut mem = TestMem::new();
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ctx.vr[1] = xenia_types::Vec128::from_bytes(
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[0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08,
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|
0x09, 0x0A, 0x0B, 0x0C, 0x0D, 0x0E, 0x0F, 0x10]);
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|
ctx.vr[2] = xenia_types::Vec128::from_bytes(
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|
[0xAA, 0xBB, 0xCC, 0xDD, 0xEE, 0xFF, 0x00, 0x11,
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0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77, 0x88, 0x99]);
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// vsldoi v3, v1, v2, 4 — opcode 4, XO=44, SH at bits 11-15? Actually SH in shb (bits 22-25).
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// Canary base 0x1000002c, SHB at bits 22-25.
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let raw = (4u32 << 26) | (3 << 21) | (1 << 16) | (2 << 11) | (4 << 6) | 44;
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write_instr(&mut mem, 0, raw);
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ctx.pc = 0;
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step(&mut ctx, &mut mem);
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let r = ctx.vr[3].as_bytes();
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// shift by 4: result = vA[4..16] || vB[0..4]
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assert_eq!(r[0], 0x05);
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assert_eq!(r[11], 0x10);
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assert_eq!(r[12], 0xAA);
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assert_eq!(r[15], 0xDD);
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|
}
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// PPCBUG-490 VMX multiply-sum.
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#[test]
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fn vmsum3fp_horizontal_3lane_sum() {
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// vmsum3fp128 (already tested in P5 indirectly); here test scalar vmsum4ubm.
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// Skip scalar VMX multiply-sum byte forms (large encoding); test vmaddfp.
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let mut ctx = PpcContext::new();
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let mut mem = TestMem::new();
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ctx.vr[1] = xenia_types::Vec128::from_f32x4_array([2.0, 3.0, 4.0, 5.0]);
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ctx.vr[2] = xenia_types::Vec128::from_f32x4_array([1.0, 1.0, 1.0, 1.0]);
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ctx.vr[3] = xenia_types::Vec128::from_f32x4_array([10.0, 20.0, 30.0, 40.0]);
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|
// vmaddfp v4, v1, v2, v3: opcode 4, XO=46, with vC at bits 6-10 (rd) and vB at 11-15
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// Per A-form: (4<<26)|(rd<<21)|(ra<<16)|(rb<<11)|(rc<<6)|46
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let raw = (4u32 << 26) | (4 << 21) | (1 << 16) | (3 << 11) | (2 << 6) | 46;
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write_instr(&mut mem, 0, raw);
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|
ctx.pc = 0;
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step(&mut ctx, &mut mem);
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|
let r = ctx.vr[4].as_f32x4();
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assert_eq!(r[0], 12.0); // 2*1 + 10
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|
assert_eq!(r[1], 23.0);
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|
assert_eq!(r[2], 34.0);
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||||||
|
assert_eq!(r[3], 45.0);
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||||||
|
}
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|
// PPCBUG-517 VMX load/store.
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#[test]
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fn lvx_loads_aligned_quadword() {
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let mut ctx = PpcContext::new();
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let mem = TestMem::new();
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// Write 16 distinct bytes
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for i in 0..16 { mem.write_u8(0x100 + i, (0xA0 + i) as u8); }
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ctx.gpr[3] = 0;
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|
ctx.gpr[4] = 0x100;
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||||||
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// lvx v5, r3, r4: opcode 31, XO=103
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let raw = (31u32 << 26) | (5 << 21) | (3 << 16) | (4 << 11) | (103 << 1);
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||||||
|
write_instr(&mem, 0, raw);
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||||||
|
ctx.pc = 0;
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||||||
|
step(&mut ctx, &mem);
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||||||
|
let r = ctx.vr[5].as_bytes();
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||||||
|
assert_eq!(r[0], 0xA0);
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||||||
|
assert_eq!(r[15], 0xAF);
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|
}
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||||||
|
|
||||||
|
#[test]
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|
fn stvx_stores_aligned_quadword() {
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||||||
|
let mut ctx = PpcContext::new();
|
||||||
|
let mem = TestMem::new();
|
||||||
|
let mut data = [0u8; 16];
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||||||
|
for i in 0..16 { data[i] = (0xC0 + i) as u8; }
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||||||
|
ctx.vr[5] = xenia_types::Vec128::from_bytes(data);
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||||||
|
ctx.gpr[3] = 0;
|
||||||
|
ctx.gpr[4] = 0x100;
|
||||||
|
// stvx v5, r3, r4: opcode 31, XO=231
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||||||
|
let raw = (31u32 << 26) | (5 << 21) | (3 << 16) | (4 << 11) | (231 << 1);
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||||||
|
write_instr(&mem, 0, raw);
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||||||
|
ctx.pc = 0;
|
||||||
|
step(&mut ctx, &mem);
|
||||||
|
for i in 0..16 {
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|
assert_eq!(mem.read_u8(0x100 + i), (0xC0 + i) as u8);
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}
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|
}
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#[test]
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fn lvebx_byte_lane_load() {
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|
let mut ctx = PpcContext::new();
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|
let mem = TestMem::new();
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||||||
|
mem.write_u8(0x107, 0x42);
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|
ctx.gpr[3] = 0;
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||||||
|
ctx.gpr[4] = 0x107; // EA, byte at offset 7 in the quadword
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||||||
|
// lvebx v5, r3, r4: opcode 31, XO=7
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|
let raw = (31u32 << 26) | (5 << 21) | (3 << 16) | (4 << 11) | (7 << 1);
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||||||
|
write_instr(&mem, 0, raw);
|
||||||
|
ctx.pc = 0;
|
||||||
|
step(&mut ctx, &mem);
|
||||||
|
let r = ctx.vr[5].as_bytes();
|
||||||
|
assert_eq!(r[7], 0x42, "byte loaded at lane (EA & 0xF)");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// ---------- Block-cache parity tests ----------
|
// ---------- Block-cache parity tests ----------
|
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//
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//
|
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// These confirm that running a program through the basic-block
|
// These confirm that running a program through the basic-block
|
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