target-mips/op_helper.c

   1 /*
   2  *  MIPS emulation helpers for qemu.
   3  *
   4  *  Copyright (c) 2004-2005 Jocelyn Mayer
   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, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  */
  20 #include <stdlib.h>
  21 #include "exec.h"
  22
  23 #define GETPC() (__builtin_return_address(0))
  24
  25 /*****************************************************************************/
  26 /* Exceptions processing helpers */
  27 void cpu_loop_exit(void)
  28 {
  29     longjmp(env->jmp_env, 1);
  30 }
  31
  32 void do_raise_exception_err (uint32_t exception, int error_code)
  33 {
  34 #if 1
  35     if (logfile && exception < 0x100)
  36         fprintf(logfile, "%s: %d %d\n", __func__, exception, error_code);
  37 #endif
  38     env->exception_index = exception;
  39     env->error_code = error_code;
  40     T0 = 0;
  41     cpu_loop_exit();
  42 }
  43
  44 void do_raise_exception (uint32_t exception)
  45 {
  46     do_raise_exception_err(exception, 0);
  47 }
  48
  49 void do_restore_state (void *pc_ptr)
  50 {
  51   TranslationBlock *tb;
  52   unsigned long pc = (unsigned long) pc_ptr;
  53
  54   tb = tb_find_pc (pc);
  55   cpu_restore_state (tb, env, pc, NULL);
  56 }
  57
  58 void do_raise_exception_direct_err (uint32_t exception, int error_code)
  59 {
  60     do_restore_state (GETPC ());
  61     do_raise_exception_err (exception, error_code);
  62 }
  63
  64 void do_raise_exception_direct (uint32_t exception)
  65 {
  66     do_raise_exception_direct_err (exception, 0);
  67 }
  68
  69 #define MEMSUFFIX _raw
  70 #include "op_helper_mem.c"
  71 #undef MEMSUFFIX
  72 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
  73 #define MEMSUFFIX _user
  74 #include "op_helper_mem.c"
  75 #undef MEMSUFFIX
  76 #define MEMSUFFIX _kernel
  77 #include "op_helper_mem.c"
  78 #undef MEMSUFFIX
  79 #endif
  80
  81 #ifdef TARGET_MIPS64
  82 #if TARGET_LONG_BITS > HOST_LONG_BITS
  83 /* Those might call libgcc functions.  */
  84 void do_dsll (void)
  85 {
  86     T0 = T0 << T1;
  87 }
  88
  89 void do_dsll32 (void)
  90 {
  91     T0 = T0 << (T1 + 32);
  92 }
  93
  94 void do_dsra (void)
  95 {
  96     T0 = (int64_t)T0 >> T1;
  97 }
  98
  99 void do_dsra32 (void)
 100 {
 101     T0 = (int64_t)T0 >> (T1 + 32);
 102 }
 103
 104 void do_dsrl (void)
 105 {
 106     T0 = T0 >> T1;
 107 }
 108
 109 void do_dsrl32 (void)
 110 {
 111     T0 = T0 >> (T1 + 32);
 112 }
 113
 114 void do_drotr (void)
 115 {
 116     target_ulong tmp;
 117
 118     if (T1) {
 119        tmp = T0 << (0x40 - T1);
 120        T0 = (T0 >> T1) | tmp;
 121     }
 122 }
 123
 124 void do_drotr32 (void)
 125 {
 126     target_ulong tmp;
 127
 128     if (T1) {
 129        tmp = T0 << (0x40 - (32 + T1));
 130        T0 = (T0 >> (32 + T1)) | tmp;
 131     }
 132 }
 133
 134 void do_dsllv (void)
 135 {
 136     T0 = T1 << (T0 & 0x3F);
 137 }
 138
 139 void do_dsrav (void)
 140 {
 141     T0 = (int64_t)T1 >> (T0 & 0x3F);
 142 }
 143
 144 void do_dsrlv (void)
 145 {
 146     T0 = T1 >> (T0 & 0x3F);
 147 }
 148
 149 void do_drotrv (void)
 150 {
 151     target_ulong tmp;
 152
 153     T0 &= 0x3F;
 154     if (T0) {
 155        tmp = T1 << (0x40 - T0);
 156        T0 = (T1 >> T0) | tmp;
 157     } else
 158        T0 = T1;
 159 }
 160 #endif /* TARGET_LONG_BITS > HOST_LONG_BITS */
 161 #endif /* TARGET_MIPS64 */
 162
 163 /* 64 bits arithmetic for 32 bits hosts */
 164 #if TARGET_LONG_BITS > HOST_LONG_BITS
 165 static inline uint64_t get_HILO (void)
 166 {
 167     return (env->HI << 32) | (uint32_t)env->LO;
 168 }
 169
 170 static inline void set_HILO (uint64_t HILO)
 171 {
 172     env->LO = (int32_t)HILO;
 173     env->HI = (int32_t)(HILO >> 32);
 174 }
 175
 176 void do_mult (void)
 177 {
 178     set_HILO((int64_t)(int32_t)T0 * (int64_t)(int32_t)T1);
 179 }
 180
 181 void do_multu (void)
 182 {
 183     set_HILO((uint64_t)(uint32_t)T0 * (uint64_t)(uint32_t)T1);
 184 }
 185
 186 void do_madd (void)
 187 {
 188     int64_t tmp;
 189
 190     tmp = ((int64_t)(int32_t)T0 * (int64_t)(int32_t)T1);
 191     set_HILO((int64_t)get_HILO() + tmp);
 192 }
 193
 194 void do_maddu (void)
 195 {
 196     uint64_t tmp;
 197
 198     tmp = ((uint64_t)(uint32_t)T0 * (uint64_t)(uint32_t)T1);
 199     set_HILO(get_HILO() + tmp);
 200 }
 201
 202 void do_msub (void)
 203 {
 204     int64_t tmp;
 205
 206     tmp = ((int64_t)(int32_t)T0 * (int64_t)(int32_t)T1);
 207     set_HILO((int64_t)get_HILO() - tmp);
 208 }
 209
 210 void do_msubu (void)
 211 {
 212     uint64_t tmp;
 213
 214     tmp = ((uint64_t)(uint32_t)T0 * (uint64_t)(uint32_t)T1);
 215     set_HILO(get_HILO() - tmp);
 216 }
 217 #endif
 218
 219 #if HOST_LONG_BITS < 64
 220 void do_div (void)
 221 {
 222     /* 64bit datatypes because we may see overflow/underflow. */
 223     if (T1 != 0) {
 224         env->LO = (int32_t)((int64_t)(int32_t)T0 / (int32_t)T1);
 225         env->HI = (int32_t)((int64_t)(int32_t)T0 % (int32_t)T1);
 226     }
 227 }
 228 #endif
 229
 230 #ifdef TARGET_MIPS64
 231 void do_dmult (void)
 232 {
 233     env->LO = (int64_t)T0 * (int64_t)T1;
 234     /* XXX */
 235     env->HI = (env->LO | (1ULL << 63)) ? ~0ULL : 0ULL;
 236 }
 237
 238 void do_dmultu (void)
 239 {
 240     env->LO = T0 * T1;
 241     /* XXX */
 242     env->HI = 0;
 243 }
 244
 245 void do_ddiv (void)
 246 {
 247     if (T1 != 0) {
 248         lldiv_t res = lldiv((int64_t)T0, (int64_t)T1);
 249         env->LO = res.quot;
 250         env->HI = res.rem;
 251     }
 252 }
 253
 254 void do_ddivu (void)
 255 {
 256     if (T1 != 0) {
 257         /* XXX: lldivu? */
 258         lldiv_t res = lldiv(T0, T1);
 259         env->LO = (uint64_t)res.quot;
 260         env->HI = (uint64_t)res.rem;
 261     }
 262 }
 263 #endif
 264
 265 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
 266 void do_mfc0_random (void)
 267 {
 268     cpu_abort(env, "mfc0 random\n");
 269 }
 270
 271 void do_mfc0_count (void)
 272 {
 273     cpu_abort(env, "mfc0 count\n");
 274 }
 275
 276 void cpu_mips_store_count(CPUState *env, uint32_t value)
 277 {
 278     cpu_abort(env, "mtc0 count\n");
 279 }
 280
 281 void cpu_mips_store_compare(CPUState *env, uint32_t value)
 282 {
 283     cpu_abort(env, "mtc0 compare\n");
 284 }
 285
 286 void cpu_mips_update_irq(CPUState *env)
 287 {
 288     cpu_abort(env, "mtc0 status / mtc0 cause\n");
 289 }
 290
 291 void do_mtc0_status_debug(uint32_t old, uint32_t val)
 292 {
 293     cpu_abort(env, "mtc0 status debug\n");
 294 }
 295
 296 void do_mtc0_status_irqraise_debug (void)
 297 {
 298     cpu_abort(env, "mtc0 status irqraise debug\n");
 299 }
 300
 301 void cpu_mips_tlb_flush (CPUState *env, int flush_global)
 302 {
 303     cpu_abort(env, "mips_tlb_flush\n");
 304 }
 305
 306 #else
 307
 308 /* CP0 helpers */
 309 void do_mfc0_random (void)
 310 {
 311     T0 = (int32_t)cpu_mips_get_random(env);
 312 }
 313
 314 void do_mfc0_count (void)
 315 {
 316     T0 = (int32_t)cpu_mips_get_count(env);
 317 }
 318
 319 void do_mtc0_status_debug(uint32_t old, uint32_t val)
 320 {
 321     fprintf(logfile, "Status %08x (%08x) => %08x (%08x) Cause %08x",
 322             old, old & env->CP0_Cause & CP0Ca_IP_mask,
 323             val, val & env->CP0_Cause & CP0Ca_IP_mask,
 324             env->CP0_Cause);
 325     (env->hflags & MIPS_HFLAG_UM) ? fputs(", UM\n", logfile)
 326                                   : fputs("\n", logfile);
 327 }
 328
 329 void do_mtc0_status_irqraise_debug(void)
 330 {
 331     fprintf(logfile, "Raise pending IRQs\n");
 332 }
 333
 334 void fpu_handle_exception(void)
 335 {
 336 #ifdef CONFIG_SOFTFLOAT
 337     int flags = get_float_exception_flags(&env->fp_status);
 338     unsigned int cpuflags = 0, enable, cause = 0;
 339
 340     enable = GET_FP_ENABLE(env->fcr31);
 341
 342     /* determine current flags */
 343     if (flags & float_flag_invalid) {
 344         cpuflags |= FP_INVALID;
 345         cause |= FP_INVALID & enable;
 346     }
 347     if (flags & float_flag_divbyzero) {
 348         cpuflags |= FP_DIV0;
 349         cause |= FP_DIV0 & enable;
 350     }
 351     if (flags & float_flag_overflow) {
 352         cpuflags |= FP_OVERFLOW;
 353         cause |= FP_OVERFLOW & enable;
 354     }
 355     if (flags & float_flag_underflow) {
 356         cpuflags |= FP_UNDERFLOW;
 357         cause |= FP_UNDERFLOW & enable;
 358     }
 359     if (flags & float_flag_inexact) {
 360         cpuflags |= FP_INEXACT;
 361         cause |= FP_INEXACT & enable;
 362     }
 363     SET_FP_FLAGS(env->fcr31, cpuflags);
 364     SET_FP_CAUSE(env->fcr31, cause);
 365 #else
 366     SET_FP_FLAGS(env->fcr31, 0);
 367     SET_FP_CAUSE(env->fcr31, 0);
 368 #endif
 369 }
 370
 371 /* TLB management */
 372 void cpu_mips_tlb_flush (CPUState *env, int flush_global)
 373 {
 374     /* Flush qemu's TLB and discard all shadowed entries.  */
 375     tlb_flush (env, flush_global);
 376     env->tlb_in_use = env->nb_tlb;
 377 }
 378
 379 static void r4k_mips_tlb_flush_extra (CPUState *env, int first)
 380 {
 381     /* Discard entries from env->tlb[first] onwards.  */
 382     while (env->tlb_in_use > first) {
 383         r4k_invalidate_tlb(env, --env->tlb_in_use, 0);
 384     }
 385 }
 386
 387 static void r4k_fill_tlb (int idx)
 388 {
 389     r4k_tlb_t *tlb;
 390
 391     /* XXX: detect conflicting TLBs and raise a MCHECK exception when needed */
 392     tlb = &env->mmu.r4k.tlb[idx];
 393     tlb->VPN = env->CP0_EntryHi & (TARGET_PAGE_MASK << 1);
 394 #ifdef TARGET_MIPS64
 395     tlb->VPN &= 0xC00000FFFFFFFFFFULL;
 396 #endif
 397     tlb->ASID = env->CP0_EntryHi & 0xFF;
 398     tlb->PageMask = env->CP0_PageMask;
 399     tlb->G = env->CP0_EntryLo0 & env->CP0_EntryLo1 & 1;
 400     tlb->V0 = (env->CP0_EntryLo0 & 2) != 0;
 401     tlb->D0 = (env->CP0_EntryLo0 & 4) != 0;
 402     tlb->C0 = (env->CP0_EntryLo0 >> 3) & 0x7;
 403     tlb->PFN[0] = (env->CP0_EntryLo0 >> 6) << 12;
 404     tlb->V1 = (env->CP0_EntryLo1 & 2) != 0;
 405     tlb->D1 = (env->CP0_EntryLo1 & 4) != 0;
 406     tlb->C1 = (env->CP0_EntryLo1 >> 3) & 0x7;
 407     tlb->PFN[1] = (env->CP0_EntryLo1 >> 6) << 12;
 408 }
 409
 410 void r4k_do_tlbwi (void)
 411 {
 412     /* Discard cached TLB entries.  We could avoid doing this if the
 413        tlbwi is just upgrading access permissions on the current entry;
 414        that might be a further win.  */
 415     r4k_mips_tlb_flush_extra (env, env->nb_tlb);
 416
 417     r4k_invalidate_tlb(env, env->CP0_Index % env->nb_tlb, 0);
 418     r4k_fill_tlb(env->CP0_Index % env->nb_tlb);
 419 }
 420
 421 void r4k_do_tlbwr (void)
 422 {
 423     int r = cpu_mips_get_random(env);
 424
 425     r4k_invalidate_tlb(env, r, 1);
 426     r4k_fill_tlb(r);
 427 }
 428
 429 void r4k_do_tlbp (void)
 430 {
 431     r4k_tlb_t *tlb;
 432     target_ulong mask;
 433     target_ulong tag;
 434     target_ulong VPN;
 435     uint8_t ASID;
 436     int i;
 437
 438     ASID = env->CP0_EntryHi & 0xFF;
 439     for (i = 0; i < env->nb_tlb; i++) {
 440         tlb = &env->mmu.r4k.tlb[i];
 441         /* 1k pages are not supported. */
 442         mask = tlb->PageMask | ~(TARGET_PAGE_MASK << 1);
 443         tag = env->CP0_EntryHi & ~mask;
 444         VPN = tlb->VPN & ~mask;
 445         /* Check ASID, virtual page number & size */
 446         if ((tlb->G == 1 || tlb->ASID == ASID) && VPN == tag) {
 447             /* TLB match */
 448             env->CP0_Index = i;
 449             break;
 450         }
 451     }
 452     if (i == env->nb_tlb) {
 453         /* No match.  Discard any shadow entries, if any of them match.  */
 454         for (i = env->nb_tlb; i < env->tlb_in_use; i++) {
 455             tlb = &env->mmu.r4k.tlb[i];
 456             /* 1k pages are not supported. */
 457             mask = tlb->PageMask | ~(TARGET_PAGE_MASK << 1);
 458             tag = env->CP0_EntryHi & ~mask;
 459             VPN = tlb->VPN & ~mask;
 460             /* Check ASID, virtual page number & size */
 461             if ((tlb->G == 1 || tlb->ASID == ASID) && VPN == tag) {
 462                 r4k_mips_tlb_flush_extra (env, i);
 463                 break;
 464             }
 465         }
 466
 467         env->CP0_Index |= 0x80000000;
 468     }
 469 }
 470
 471 void r4k_do_tlbr (void)
 472 {
 473     r4k_tlb_t *tlb;
 474     uint8_t ASID;
 475
 476     ASID = env->CP0_EntryHi & 0xFF;
 477     tlb = &env->mmu.r4k.tlb[env->CP0_Index % env->nb_tlb];
 478
 479     /* If this will change the current ASID, flush qemu's TLB.  */
 480     if (ASID != tlb->ASID)
 481         cpu_mips_tlb_flush (env, 1);
 482
 483     r4k_mips_tlb_flush_extra(env, env->nb_tlb);
 484
 485     env->CP0_EntryHi = tlb->VPN | tlb->ASID;
 486     env->CP0_PageMask = tlb->PageMask;
 487     env->CP0_EntryLo0 = tlb->G | (tlb->V0 << 1) | (tlb->D0 << 2) |
 488                         (tlb->C0 << 3) | (tlb->PFN[0] >> 6);
 489     env->CP0_EntryLo1 = tlb->G | (tlb->V1 << 1) | (tlb->D1 << 2) |
 490                         (tlb->C1 << 3) | (tlb->PFN[1] >> 6);
 491 }
 492
 493 #endif /* !CONFIG_USER_ONLY */
 494
 495 void dump_ldst (const unsigned char *func)
 496 {
 497     if (loglevel)
 498         fprintf(logfile, "%s => " TARGET_FMT_lx " " TARGET_FMT_lx "\n", __func__, T0, T1);
 499 }
 500
 501 void dump_sc (void)
 502 {
 503     if (loglevel) {
 504         fprintf(logfile, "%s " TARGET_FMT_lx " at " TARGET_FMT_lx " (" TARGET_FMT_lx ")\n", __func__,
 505                 T1, T0, env->CP0_LLAddr);
 506     }
 507 }
 508
 509 void debug_pre_eret (void)
 510 {
 511     fprintf(logfile, "ERET: PC " TARGET_FMT_lx " EPC " TARGET_FMT_lx,
 512             env->PC, env->CP0_EPC);
 513     if (env->CP0_Status & (1 << CP0St_ERL))
 514         fprintf(logfile, " ErrorEPC " TARGET_FMT_lx, env->CP0_ErrorEPC);
 515     if (env->hflags & MIPS_HFLAG_DM)
 516         fprintf(logfile, " DEPC " TARGET_FMT_lx, env->CP0_DEPC);
 517     fputs("\n", logfile);
 518 }
 519
 520 void debug_post_eret (void)
 521 {
 522     fprintf(logfile, "  =>  PC " TARGET_FMT_lx " EPC " TARGET_FMT_lx,
 523             env->PC, env->CP0_EPC);
 524     if (env->CP0_Status & (1 << CP0St_ERL))
 525         fprintf(logfile, " ErrorEPC " TARGET_FMT_lx, env->CP0_ErrorEPC);
 526     if (env->hflags & MIPS_HFLAG_DM)
 527         fprintf(logfile, " DEPC " TARGET_FMT_lx, env->CP0_DEPC);
 528     if (env->hflags & MIPS_HFLAG_UM)
 529         fputs(", UM\n", logfile);
 530     else
 531         fputs("\n", logfile);
 532 }
 533
 534 void do_pmon (int function)
 535 {
 536     function /= 2;
 537     switch (function) {
 538     case 2: /* TODO: char inbyte(int waitflag); */
 539         if (env->gpr[4] == 0)
 540             env->gpr[2] = -1;
 541         /* Fall through */
 542     case 11: /* TODO: char inbyte (void); */
 543         env->gpr[2] = -1;
 544         break;
 545     case 3:
 546     case 12:
 547         printf("%c", (char)(env->gpr[4] & 0xFF));
 548         break;
 549     case 17:
 550         break;
 551     case 158:
 552         {
 553             unsigned char *fmt = (void *)(unsigned long)env->gpr[4];
 554             printf("%s", fmt);
 555         }
 556         break;
 557     }
 558 }
 559
 560 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
 561
 562 static void do_unaligned_access (target_ulong addr, int is_write, int is_user, void *retaddr);
 563
 564 #define MMUSUFFIX _mmu
 565 #define ALIGNED_ONLY
 566
 567 #define SHIFT 0
 568 #include "softmmu_template.h"
 569
 570 #define SHIFT 1
 571 #include "softmmu_template.h"
 572
 573 #define SHIFT 2
 574 #include "softmmu_template.h"
 575
 576 #define SHIFT 3
 577 #include "softmmu_template.h"
 578
 579 static void do_unaligned_access (target_ulong addr, int is_write, int is_user, void *retaddr)
 580 {
 581     env->CP0_BadVAddr = addr;
 582     do_restore_state (retaddr);
 583     do_raise_exception ((is_write == 1) ? EXCP_AdES : EXCP_AdEL);
 584 }
 585
 586 void tlb_fill (target_ulong addr, int is_write, int is_user, void *retaddr)
 587 {
 588     TranslationBlock *tb;
 589     CPUState *saved_env;
 590     unsigned long pc;
 591     int ret;
 592
 593     /* XXX: hack to restore env in all cases, even if not called from
 594        generated code */
 595     saved_env = env;
 596     env = cpu_single_env;
 597     ret = cpu_mips_handle_mmu_fault(env, addr, is_write, is_user, 1);
 598     if (ret) {
 599         if (retaddr) {
 600             /* now we have a real cpu fault */
 601             pc = (unsigned long)retaddr;
 602             tb = tb_find_pc(pc);
 603             if (tb) {
 604                 /* the PC is inside the translated code. It means that we have
 605                    a virtual CPU fault */
 606                 cpu_restore_state(tb, env, pc, NULL);
 607             }
 608         }
 609         do_raise_exception_err(env->exception_index, env->error_code);
 610     }
 611     env = saved_env;
 612 }
 613
 614 #endif