target-arm/helper.c

   1 #include "cpu.h"
   2 #include "exec/gdbstub.h"
   3 #include "helper.h"
   4 #include "qemu/host-utils.h"
   5 #include "sysemu/sysemu.h"
   6 #include "qemu/bitops.h"
   7
   8 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
   9 static inline int get_phys_addr(CPUARMState *env, uint32_t address,
  10                                 int access_type, int is_user,
  11                                 hwaddr *phys_ptr, int *prot,
  12                                 target_ulong *page_size);
  13 #endif
  14
  15 static int vfp_gdb_get_reg(CPUARMState *env, uint8_t *buf, int reg)
  16 {
  17     int nregs;
  18
  19     /* VFP data registers are always little-endian.  */
  20     nregs = arm_feature(env, ARM_FEATURE_VFP3) ? 32 : 16;
  21     if (reg < nregs) {
  22         stfq_le_p(buf, env->vfp.regs[reg]);
  23         return 8;
  24     }
  25     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_NEON)) {
  26         /* Aliases for Q regs.  */
  27         nregs += 16;
  28         if (reg < nregs) {
  29             stfq_le_p(buf, env->vfp.regs[(reg - 32) * 2]);
  30             stfq_le_p(buf + 8, env->vfp.regs[(reg - 32) * 2 + 1]);
  31             return 16;
  32         }
  33     }
  34     switch (reg - nregs) {
  35     case 0: stl_p(buf, env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPSID]); return 4;
  36     case 1: stl_p(buf, env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPSCR]); return 4;
  37     case 2: stl_p(buf, env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPEXC]); return 4;
  38     }
  39     return 0;
  40 }
  41
  42 static int vfp_gdb_set_reg(CPUARMState *env, uint8_t *buf, int reg)
  43 {
  44     int nregs;
  45
  46     nregs = arm_feature(env, ARM_FEATURE_VFP3) ? 32 : 16;
  47     if (reg < nregs) {
  48         env->vfp.regs[reg] = ldfq_le_p(buf);
  49         return 8;
  50     }
  51     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_NEON)) {
  52         nregs += 16;
  53         if (reg < nregs) {
  54             env->vfp.regs[(reg - 32) * 2] = ldfq_le_p(buf);
  55             env->vfp.regs[(reg - 32) * 2 + 1] = ldfq_le_p(buf + 8);
  56             return 16;
  57         }
  58     }
  59     switch (reg - nregs) {
  60     case 0: env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPSID] = ldl_p(buf); return 4;
  61     case 1: env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPSCR] = ldl_p(buf); return 4;
  62     case 2: env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPEXC] = ldl_p(buf) & (1 << 30); return 4;
  63     }
  64     return 0;
  65 }
  66
  67 static int raw_read(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
  68                     uint64_t *value)
  69 {
  70     *value = CPREG_FIELD32(env, ri);
  71     return 0;
  72 }
  73
  74 static int raw_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
  75                      uint64_t value)
  76 {
  77     CPREG_FIELD32(env, ri) = value;
  78     return 0;
  79 }
  80
  81 static bool read_raw_cp_reg(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
  82                             uint64_t *v)
  83 {
  84     /* Raw read of a coprocessor register (as needed for migration, etc)
  85      * return true on success, false if the read is impossible for some reason.
  86      */
  87     if (ri->type & ARM_CP_CONST) {
  88         *v = ri->resetvalue;
  89     } else if (ri->raw_readfn) {
  90         return (ri->raw_readfn(env, ri, v) == 0);
  91     } else if (ri->readfn) {
  92         return (ri->readfn(env, ri, v) == 0);
  93     } else {
  94         if (ri->type & ARM_CP_64BIT) {
  95             *v = CPREG_FIELD64(env, ri);
  96         } else {
  97             *v = CPREG_FIELD32(env, ri);
  98         }
  99     }
 100     return true;
 101 }
 102
 103 static bool write_raw_cp_reg(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 104                              int64_t v)
 105 {
 106     /* Raw write of a coprocessor register (as needed for migration, etc).
 107      * Return true on success, false if the write is impossible for some reason.
 108      * Note that constant registers are treated as write-ignored; the
 109      * caller should check for success by whether a readback gives the
 110      * value written.
 111      */
 112     if (ri->type & ARM_CP_CONST) {
 113         return true;
 114     } else if (ri->raw_writefn) {
 115         return (ri->raw_writefn(env, ri, v) == 0);
 116     } else if (ri->writefn) {
 117         return (ri->writefn(env, ri, v) == 0);
 118     } else {
 119         if (ri->type & ARM_CP_64BIT) {
 120             CPREG_FIELD64(env, ri) = v;
 121         } else {
 122             CPREG_FIELD32(env, ri) = v;
 123         }
 124     }
 125     return true;
 126 }
 127
 128 bool write_cpustate_to_list(ARMCPU *cpu)
 129 {
 130     /* Write the coprocessor state from cpu->env to the (index,value) list. */
 131     int i;
 132     bool ok = true;
 133
 134     for (i = 0; i < cpu->cpreg_array_len; i++) {
 135         uint32_t regidx = kvm_to_cpreg_id(cpu->cpreg_indexes[i]);
 136         const ARMCPRegInfo *ri;
 137         uint64_t v;
 138         ri = get_arm_cp_reginfo(cpu, regidx);
 139         if (!ri) {
 140             ok = false;
 141             continue;
 142         }
 143         if (ri->type & ARM_CP_NO_MIGRATE) {
 144             continue;
 145         }
 146         if (!read_raw_cp_reg(&cpu->env, ri, &v)) {
 147             ok = false;
 148             continue;
 149         }
 150         cpu->cpreg_values[i] = v;
 151     }
 152     return ok;
 153 }
 154
 155 bool write_list_to_cpustate(ARMCPU *cpu)
 156 {
 157     int i;
 158     bool ok = true;
 159
 160     for (i = 0; i < cpu->cpreg_array_len; i++) {
 161         uint32_t regidx = kvm_to_cpreg_id(cpu->cpreg_indexes[i]);
 162         uint64_t v = cpu->cpreg_values[i];
 163         uint64_t readback;
 164         const ARMCPRegInfo *ri;
 165
 166         ri = get_arm_cp_reginfo(cpu, regidx);
 167         if (!ri) {
 168             ok = false;
 169             continue;
 170         }
 171         if (ri->type & ARM_CP_NO_MIGRATE) {
 172             continue;
 173         }
 174         /* Write value and confirm it reads back as written
 175          * (to catch read-only registers and partially read-only
 176          * registers where the incoming migration value doesn't match)
 177          */
 178         if (!write_raw_cp_reg(&cpu->env, ri, v) ||
 179             !read_raw_cp_reg(&cpu->env, ri, &readback) ||
 180             readback != v) {
 181             ok = false;
 182         }
 183     }
 184     return ok;
 185 }
 186
 187 static void add_cpreg_to_list(gpointer key, gpointer opaque)
 188 {
 189     ARMCPU *cpu = opaque;
 190     uint64_t regidx;
 191     const ARMCPRegInfo *ri;
 192
 193     regidx = *(uint32_t *)key;
 194     ri = get_arm_cp_reginfo(cpu, regidx);
 195
 196     if (!(ri->type & ARM_CP_NO_MIGRATE)) {
 197         cpu->cpreg_indexes[cpu->cpreg_array_len] = cpreg_to_kvm_id(regidx);
 198         /* The value array need not be initialized at this point */
 199         cpu->cpreg_array_len++;
 200     }
 201 }
 202
 203 static void count_cpreg(gpointer key, gpointer opaque)
 204 {
 205     ARMCPU *cpu = opaque;
 206     uint64_t regidx;
 207     const ARMCPRegInfo *ri;
 208
 209     regidx = *(uint32_t *)key;
 210     ri = get_arm_cp_reginfo(cpu, regidx);
 211
 212     if (!(ri->type & ARM_CP_NO_MIGRATE)) {
 213         cpu->cpreg_array_len++;
 214     }
 215 }
 216
 217 static gint cpreg_key_compare(gconstpointer a, gconstpointer b)
 218 {
 219     uint32_t aidx = *(uint32_t *)a;
 220     uint32_t bidx = *(uint32_t *)b;
 221
 222     return aidx - bidx;
 223 }
 224
 225 static void cpreg_make_keylist(gpointer key, gpointer value, gpointer udata)
 226 {
 227     GList **plist = udata;
 228
 229     *plist = g_list_prepend(*plist, key);
 230 }
 231
 232 void init_cpreg_list(ARMCPU *cpu)
 233 {
 234     /* Initialise the cpreg_tuples[] array based on the cp_regs hash.
 235      * Note that we require cpreg_tuples[] to be sorted by key ID.
 236      */
 237     GList *keys = NULL;
 238     int arraylen;
 239
 240     g_hash_table_foreach(cpu->cp_regs, cpreg_make_keylist, &keys);
 241
 242     keys = g_list_sort(keys, cpreg_key_compare);
 243
 244     cpu->cpreg_array_len = 0;
 245
 246     g_list_foreach(keys, count_cpreg, cpu);
 247
 248     arraylen = cpu->cpreg_array_len;
 249     cpu->cpreg_indexes = g_new(uint64_t, arraylen);
 250     cpu->cpreg_values = g_new(uint64_t, arraylen);
 251     cpu->cpreg_vmstate_indexes = g_new(uint64_t, arraylen);
 252     cpu->cpreg_vmstate_values = g_new(uint64_t, arraylen);
 253     cpu->cpreg_vmstate_array_len = cpu->cpreg_array_len;
 254     cpu->cpreg_array_len = 0;
 255
 256     g_list_foreach(keys, add_cpreg_to_list, cpu);
 257
 258     assert(cpu->cpreg_array_len == arraylen);
 259
 260     g_list_free(keys);
 261 }
 262
 263 static int dacr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri, uint64_t value)
 264 {
 265     env->cp15.c3 = value;
 266     tlb_flush(env, 1); /* Flush TLB as domain not tracked in TLB */
 267     return 0;
 268 }
 269
 270 static int fcse_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri, uint64_t value)
 271 {
 272     if (env->cp15.c13_fcse != value) {
 273         /* Unlike real hardware the qemu TLB uses virtual addresses,
 274          * not modified virtual addresses, so this causes a TLB flush.
 275          */
 276         tlb_flush(env, 1);
 277         env->cp15.c13_fcse = value;
 278     }
 279     return 0;
 280 }
 281 static int contextidr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 282                             uint64_t value)
 283 {
 284     if (env->cp15.c13_context != value && !arm_feature(env, ARM_FEATURE_MPU)) {
 285         /* For VMSA (when not using the LPAE long descriptor page table
 286          * format) this register includes the ASID, so do a TLB flush.
 287          * For PMSA it is purely a process ID and no action is needed.
 288          */
 289         tlb_flush(env, 1);
 290     }
 291     env->cp15.c13_context = value;
 292     return 0;
 293 }
 294
 295 static int tlbiall_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 296                          uint64_t value)
 297 {
 298     /* Invalidate all (TLBIALL) */
 299     tlb_flush(env, 1);
 300     return 0;
 301 }
 302
 303 static int tlbimva_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 304                          uint64_t value)
 305 {
 306     /* Invalidate single TLB entry by MVA and ASID (TLBIMVA) */
 307     tlb_flush_page(env, value & TARGET_PAGE_MASK);
 308     return 0;
 309 }
 310
 311 static int tlbiasid_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 312                           uint64_t value)
 313 {
 314     /* Invalidate by ASID (TLBIASID) */
 315     tlb_flush(env, value == 0);
 316     return 0;
 317 }
 318
 319 static int tlbimvaa_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 320                           uint64_t value)
 321 {
 322     /* Invalidate single entry by MVA, all ASIDs (TLBIMVAA) */
 323     tlb_flush_page(env, value & TARGET_PAGE_MASK);
 324     return 0;
 325 }
 326
 327 static const ARMCPRegInfo cp_reginfo[] = {
 328     /* DBGDIDR: just RAZ. In particular this means the "debug architecture
 329      * version" bits will read as a reserved value, which should cause
 330      * Linux to not try to use the debug hardware.
 331      */
 332     { .name = "DBGDIDR", .cp = 14, .crn = 0, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
 333       .access = PL0_R, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0 },
 334     /* MMU Domain access control / MPU write buffer control */
 335     { .name = "DACR", .cp = 15,
 336       .crn = 3, .crm = CP_ANY, .opc1 = CP_ANY, .opc2 = CP_ANY,
 337       .access = PL1_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c3),
 338       .resetvalue = 0, .writefn = dacr_write, .raw_writefn = raw_write, },
 339     { .name = "FCSEIDR", .cp = 15, .crn = 13, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
 340       .access = PL1_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c13_fcse),
 341       .resetvalue = 0, .writefn = fcse_write, .raw_writefn = raw_write, },
 342     { .name = "CONTEXTIDR", .cp = 15, .crn = 13, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 1,
 343       .access = PL1_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c13_fcse),
 344       .resetvalue = 0, .writefn = contextidr_write, .raw_writefn = raw_write, },
 345     /* ??? This covers not just the impdef TLB lockdown registers but also
 346      * some v7VMSA registers relating to TEX remap, so it is overly broad.
 347      */
 348     { .name = "TLB_LOCKDOWN", .cp = 15, .crn = 10, .crm = CP_ANY,
 349       .opc1 = CP_ANY, .opc2 = CP_ANY, .access = PL1_RW, .type = ARM_CP_NOP },
 350     /* MMU TLB control. Note that the wildcarding means we cover not just
 351      * the unified TLB ops but also the dside/iside/inner-shareable variants.
 352      */
 353     { .name = "TLBIALL", .cp = 15, .crn = 8, .crm = CP_ANY,
 354       .opc1 = CP_ANY, .opc2 = 0, .access = PL1_W, .writefn = tlbiall_write,
 355       .type = ARM_CP_NO_MIGRATE },
 356     { .name = "TLBIMVA", .cp = 15, .crn = 8, .crm = CP_ANY,
 357       .opc1 = CP_ANY, .opc2 = 1, .access = PL1_W, .writefn = tlbimva_write,
 358       .type = ARM_CP_NO_MIGRATE },
 359     { .name = "TLBIASID", .cp = 15, .crn = 8, .crm = CP_ANY,
 360       .opc1 = CP_ANY, .opc2 = 2, .access = PL1_W, .writefn = tlbiasid_write,
 361       .type = ARM_CP_NO_MIGRATE },
 362     { .name = "TLBIMVAA", .cp = 15, .crn = 8, .crm = CP_ANY,
 363       .opc1 = CP_ANY, .opc2 = 3, .access = PL1_W, .writefn = tlbimvaa_write,
 364       .type = ARM_CP_NO_MIGRATE },
 365     /* Cache maintenance ops; some of this space may be overridden later. */
 366     { .name = "CACHEMAINT", .cp = 15, .crn = 7, .crm = CP_ANY,
 367       .opc1 = 0, .opc2 = CP_ANY, .access = PL1_W,
 368       .type = ARM_CP_NOP | ARM_CP_OVERRIDE },
 369     REGINFO_SENTINEL
 370 };
 371
 372 static const ARMCPRegInfo not_v6_cp_reginfo[] = {
 373     /* Not all pre-v6 cores implemented this WFI, so this is slightly
 374      * over-broad.
 375      */
 376     { .name = "WFI_v5", .cp = 15, .crn = 7, .crm = 8, .opc1 = 0, .opc2 = 2,
 377       .access = PL1_W, .type = ARM_CP_WFI },
 378     REGINFO_SENTINEL
 379 };
 380
 381 static const ARMCPRegInfo not_v7_cp_reginfo[] = {
 382     /* Standard v6 WFI (also used in some pre-v6 cores); not in v7 (which
 383      * is UNPREDICTABLE; we choose to NOP as most implementations do).
 384      */
 385     { .name = "WFI_v6", .cp = 15, .crn = 7, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 4,
 386       .access = PL1_W, .type = ARM_CP_WFI },
 387     /* L1 cache lockdown. Not architectural in v6 and earlier but in practice
 388      * implemented in 926, 946, 1026, 1136, 1176 and 11MPCore. StrongARM and
 389      * OMAPCP will override this space.
 390      */
 391     { .name = "DLOCKDOWN", .cp = 15, .crn = 9, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
 392       .access = PL1_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c9_data),
 393       .resetvalue = 0 },
 394     { .name = "ILOCKDOWN", .cp = 15, .crn = 9, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 1,
 395       .access = PL1_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c9_insn),
 396       .resetvalue = 0 },
 397     /* v6 doesn't have the cache ID registers but Linux reads them anyway */
 398     { .name = "DUMMY", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 0, .opc1 = 1, .opc2 = CP_ANY,
 399       .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST | ARM_CP_NO_MIGRATE,
 400       .resetvalue = 0 },
 401     REGINFO_SENTINEL
 402 };
 403
 404 static int cpacr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri, uint64_t value)
 405 {
 406     if (env->cp15.c1_coproc != value) {
 407         env->cp15.c1_coproc = value;
 408         /* ??? Is this safe when called from within a TB?  */
 409         tb_flush(env);
 410     }
 411     return 0;
 412 }
 413
 414 static const ARMCPRegInfo v6_cp_reginfo[] = {
 415     /* prefetch by MVA in v6, NOP in v7 */
 416     { .name = "MVA_prefetch",
 417       .cp = 15, .crn = 7, .crm = 13, .opc1 = 0, .opc2 = 1,
 418       .access = PL1_W, .type = ARM_CP_NOP },
 419     { .name = "ISB", .cp = 15, .crn = 7, .crm = 5, .opc1 = 0, .opc2 = 4,
 420       .access = PL0_W, .type = ARM_CP_NOP },
 421     { .name = "DSB", .cp = 15, .crn = 7, .crm = 10, .opc1 = 0, .opc2 = 4,
 422       .access = PL0_W, .type = ARM_CP_NOP },
 423     { .name = "DMB", .cp = 15, .crn = 7, .crm = 10, .opc1 = 0, .opc2 = 5,
 424       .access = PL0_W, .type = ARM_CP_NOP },
 425     { .name = "IFAR", .cp = 15, .crn = 6, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 2,
 426       .access = PL1_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c6_insn),
 427       .resetvalue = 0, },
 428     /* Watchpoint Fault Address Register : should actually only be present
 429      * for 1136, 1176, 11MPCore.
 430      */
 431     { .name = "WFAR", .cp = 15, .crn = 6, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 1,
 432       .access = PL1_RW, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0, },
 433     { .name = "CPACR", .cp = 15, .crn = 1, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 2,
 434       .access = PL1_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c1_coproc),
 435       .resetvalue = 0, .writefn = cpacr_write },
 436     REGINFO_SENTINEL
 437 };
 438
 439
 440 static int pmreg_read(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 441                       uint64_t *value)
 442 {
 443     /* Generic performance monitor register read function for where
 444      * user access may be allowed by PMUSERENR.
 445      */
 446     if (arm_current_pl(env) == 0 && !env->cp15.c9_pmuserenr) {
 447         return EXCP_UDEF;
 448     }
 449     *value = CPREG_FIELD32(env, ri);
 450     return 0;
 451 }
 452
 453 static int pmcr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 454                       uint64_t value)
 455 {
 456     if (arm_current_pl(env) == 0 && !env->cp15.c9_pmuserenr) {
 457         return EXCP_UDEF;
 458     }
 459     /* only the DP, X, D and E bits are writable */
 460     env->cp15.c9_pmcr &= ~0x39;
 461     env->cp15.c9_pmcr |= (value & 0x39);
 462     return 0;
 463 }
 464
 465 static int pmcntenset_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 466                             uint64_t value)
 467 {
 468     if (arm_current_pl(env) == 0 && !env->cp15.c9_pmuserenr) {
 469         return EXCP_UDEF;
 470     }
 471     value &= (1 << 31);
 472     env->cp15.c9_pmcnten |= value;
 473     return 0;
 474 }
 475
 476 static int pmcntenclr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 477                             uint64_t value)
 478 {
 479     if (arm_current_pl(env) == 0 && !env->cp15.c9_pmuserenr) {
 480         return EXCP_UDEF;
 481     }
 482     value &= (1 << 31);
 483     env->cp15.c9_pmcnten &= ~value;
 484     return 0;
 485 }
 486
 487 static int pmovsr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 488                         uint64_t value)
 489 {
 490     if (arm_current_pl(env) == 0 && !env->cp15.c9_pmuserenr) {
 491         return EXCP_UDEF;
 492     }
 493     env->cp15.c9_pmovsr &= ~value;
 494     return 0;
 495 }
 496
 497 static int pmxevtyper_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 498                             uint64_t value)
 499 {
 500     if (arm_current_pl(env) == 0 && !env->cp15.c9_pmuserenr) {
 501         return EXCP_UDEF;
 502     }
 503     env->cp15.c9_pmxevtyper = value & 0xff;
 504     return 0;
 505 }
 506
 507 static int pmuserenr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 508                             uint64_t value)
 509 {
 510     env->cp15.c9_pmuserenr = value & 1;
 511     return 0;
 512 }
 513
 514 static int pmintenset_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 515                             uint64_t value)
 516 {
 517     /* We have no event counters so only the C bit can be changed */
 518     value &= (1 << 31);
 519     env->cp15.c9_pminten |= value;
 520     return 0;
 521 }
 522
 523 static int pmintenclr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 524                             uint64_t value)
 525 {
 526     value &= (1 << 31);
 527     env->cp15.c9_pminten &= ~value;
 528     return 0;
 529 }
 530
 531 static int ccsidr_read(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 532                        uint64_t *value)
 533 {
 534     ARMCPU *cpu = arm_env_get_cpu(env);
 535     *value = cpu->ccsidr[env->cp15.c0_cssel];
 536     return 0;
 537 }
 538
 539 static int csselr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 540                         uint64_t value)
 541 {
 542     env->cp15.c0_cssel = value & 0xf;
 543     return 0;
 544 }
 545
 546 static const ARMCPRegInfo v7_cp_reginfo[] = {
 547     /* DBGDRAR, DBGDSAR: always RAZ since we don't implement memory mapped
 548      * debug components
 549      */
 550     { .name = "DBGDRAR", .cp = 14, .crn = 1, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
 551       .access = PL0_R, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0 },
 552     { .name = "DBGDSAR", .cp = 14, .crn = 2, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
 553       .access = PL0_R, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0 },
 554     /* the old v6 WFI, UNPREDICTABLE in v7 but we choose to NOP */
 555     { .name = "NOP", .cp = 15, .crn = 7, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 4,
 556       .access = PL1_W, .type = ARM_CP_NOP },
 557     /* Performance monitors are implementation defined in v7,
 558      * but with an ARM recommended set of registers, which we
 559      * follow (although we don't actually implement any counters)
 560      *
 561      * Performance registers fall into three categories:
 562      *  (a) always UNDEF in PL0, RW in PL1 (PMINTENSET, PMINTENCLR)
 563      *  (b) RO in PL0 (ie UNDEF on write), RW in PL1 (PMUSERENR)
 564      *  (c) UNDEF in PL0 if PMUSERENR.EN==0, otherwise accessible (all others)
 565      * For the cases controlled by PMUSERENR we must set .access to PL0_RW
 566      * or PL0_RO as appropriate and then check PMUSERENR in the helper fn.
 567      */
 568     { .name = "PMCNTENSET", .cp = 15, .crn = 9, .crm = 12, .opc1 = 0, .opc2 = 1,
 569       .access = PL0_RW, .resetvalue = 0,
 570       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c9_pmcnten),
 571       .readfn = pmreg_read, .writefn = pmcntenset_write,
 572       .raw_readfn = raw_read, .raw_writefn = raw_write },
 573     { .name = "PMCNTENCLR", .cp = 15, .crn = 9, .crm = 12, .opc1 = 0, .opc2 = 2,
 574       .access = PL0_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c9_pmcnten),
 575       .readfn = pmreg_read, .writefn = pmcntenclr_write,
 576       .type = ARM_CP_NO_MIGRATE },
 577     { .name = "PMOVSR", .cp = 15, .crn = 9, .crm = 12, .opc1 = 0, .opc2 = 3,
 578       .access = PL0_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c9_pmovsr),
 579       .readfn = pmreg_read, .writefn = pmovsr_write,
 580       .raw_readfn = raw_read, .raw_writefn = raw_write },
 581     /* Unimplemented so WI. Strictly speaking write accesses in PL0 should
 582      * respect PMUSERENR.
 583      */
 584     { .name = "PMSWINC", .cp = 15, .crn = 9, .crm = 12, .opc1 = 0, .opc2 = 4,
 585       .access = PL0_W, .type = ARM_CP_NOP },
 586     /* Since we don't implement any events, writing to PMSELR is UNPREDICTABLE.
 587      * We choose to RAZ/WI. XXX should respect PMUSERENR.
 588      */
 589     { .name = "PMSELR", .cp = 15, .crn = 9, .crm = 12, .opc1 = 0, .opc2 = 5,
 590       .access = PL0_RW, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0 },
 591     /* Unimplemented, RAZ/WI. XXX PMUSERENR */
 592     { .name = "PMCCNTR", .cp = 15, .crn = 9, .crm = 13, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
 593       .access = PL0_RW, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0 },
 594     { .name = "PMXEVTYPER", .cp = 15, .crn = 9, .crm = 13, .opc1 = 0, .opc2 = 1,
 595       .access = PL0_RW,
 596       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c9_pmxevtyper),
 597       .readfn = pmreg_read, .writefn = pmxevtyper_write,
 598       .raw_readfn = raw_read, .raw_writefn = raw_write },
 599     /* Unimplemented, RAZ/WI. XXX PMUSERENR */
 600     { .name = "PMXEVCNTR", .cp = 15, .crn = 9, .crm = 13, .opc1 = 0, .opc2 = 2,
 601       .access = PL0_RW, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0 },
 602     { .name = "PMUSERENR", .cp = 15, .crn = 9, .crm = 14, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
 603       .access = PL0_R | PL1_RW,
 604       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c9_pmuserenr),
 605       .resetvalue = 0,
 606       .writefn = pmuserenr_write, .raw_writefn = raw_write },
 607     { .name = "PMINTENSET", .cp = 15, .crn = 9, .crm = 14, .opc1 = 0, .opc2 = 1,
 608       .access = PL1_RW,
 609       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c9_pminten),
 610       .resetvalue = 0,
 611       .writefn = pmintenset_write, .raw_writefn = raw_write },
 612     { .name = "PMINTENCLR", .cp = 15, .crn = 9, .crm = 14, .opc1 = 0, .opc2 = 2,
 613       .access = PL1_RW, .type = ARM_CP_NO_MIGRATE,
 614       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c9_pminten),
 615       .resetvalue = 0, .writefn = pmintenclr_write, },
 616     { .name = "SCR", .cp = 15, .crn = 1, .crm = 1, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
 617       .access = PL1_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c1_scr),
 618       .resetvalue = 0, },
 619     { .name = "CCSIDR", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 0, .opc1 = 1, .opc2 = 0,
 620       .access = PL1_R, .readfn = ccsidr_read, .type = ARM_CP_NO_MIGRATE },
 621     { .name = "CSSELR", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 0, .opc1 = 2, .opc2 = 0,
 622       .access = PL1_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c0_cssel),
 623       .writefn = csselr_write, .resetvalue = 0 },
 624     /* Auxiliary ID register: this actually has an IMPDEF value but for now
 625      * just RAZ for all cores:
 626      */
 627     { .name = "AIDR", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 0, .opc1 = 1, .opc2 = 7,
 628       .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0 },
 629     REGINFO_SENTINEL
 630 };
 631
 632 static int teecr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri, uint64_t value)
 633 {
 634     value &= 1;
 635     env->teecr = value;
 636     return 0;
 637 }
 638
 639 static int teehbr_read(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 640                        uint64_t *value)
 641 {
 642     /* This is a helper function because the user access rights
 643      * depend on the value of the TEECR.
 644      */
 645     if (arm_current_pl(env) == 0 && (env->teecr & 1)) {
 646         return EXCP_UDEF;
 647     }
 648     *value = env->teehbr;
 649     return 0;
 650 }
 651
 652 static int teehbr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 653                         uint64_t value)
 654 {
 655     if (arm_current_pl(env) == 0 && (env->teecr & 1)) {
 656         return EXCP_UDEF;
 657     }
 658     env->teehbr = value;
 659     return 0;
 660 }
 661
 662 static const ARMCPRegInfo t2ee_cp_reginfo[] = {
 663     { .name = "TEECR", .cp = 14, .crn = 0, .crm = 0, .opc1 = 6, .opc2 = 0,
 664       .access = PL1_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, teecr),
 665       .resetvalue = 0,
 666       .writefn = teecr_write },
 667     { .name = "TEEHBR", .cp = 14, .crn = 1, .crm = 0, .opc1 = 6, .opc2 = 0,
 668       .access = PL0_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, teehbr),
 669       .resetvalue = 0, .raw_readfn = raw_read, .raw_writefn = raw_write,
 670       .readfn = teehbr_read, .writefn = teehbr_write },
 671     REGINFO_SENTINEL
 672 };
 673
 674 static const ARMCPRegInfo v6k_cp_reginfo[] = {
 675     { .name = "TPIDRURW", .cp = 15, .crn = 13, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 2,
 676       .access = PL0_RW,
 677       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c13_tls1),
 678       .resetvalue = 0 },
 679     { .name = "TPIDRURO", .cp = 15, .crn = 13, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 3,
 680       .access = PL0_R|PL1_W,
 681       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c13_tls2),
 682       .resetvalue = 0 },
 683     { .name = "TPIDRPRW", .cp = 15, .crn = 13, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 4,
 684       .access = PL1_RW,
 685       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c13_tls3),
 686       .resetvalue = 0 },
 687     REGINFO_SENTINEL
 688 };
 689
 690 static const ARMCPRegInfo generic_timer_cp_reginfo[] = {
 691     /* Dummy implementation: RAZ/WI the whole crn=14 space */
 692     { .name = "GENERIC_TIMER", .cp = 15, .crn = 14,
 693       .crm = CP_ANY, .opc1 = CP_ANY, .opc2 = CP_ANY,
 694       .access = PL1_RW, .type = ARM_CP_CONST | ARM_CP_NO_MIGRATE,
 695       .resetvalue = 0 },
 696     REGINFO_SENTINEL
 697 };
 698
 699 static int par_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri, uint64_t value)
 700 {
 701     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_LPAE)) {
 702         env->cp15.c7_par = value;
 703     } else if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_V7)) {
 704         env->cp15.c7_par = value & 0xfffff6ff;
 705     } else {
 706         env->cp15.c7_par = value & 0xfffff1ff;
 707     }
 708     return 0;
 709 }
 710
 711 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
 712 /* get_phys_addr() isn't present for user-mode-only targets */
 713
 714 /* Return true if extended addresses are enabled, ie this is an
 715  * LPAE implementation and we are using the long-descriptor translation
 716  * table format because the TTBCR EAE bit is set.
 717  */
 718 static inline bool extended_addresses_enabled(CPUARMState *env)
 719 {
 720     return arm_feature(env, ARM_FEATURE_LPAE)
 721         && (env->cp15.c2_control & (1 << 31));
 722 }
 723
 724 static int ats_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri, uint64_t value)
 725 {
 726     hwaddr phys_addr;
 727     target_ulong page_size;
 728     int prot;
 729     int ret, is_user = ri->opc2 & 2;
 730     int access_type = ri->opc2 & 1;
 731
 732     if (ri->opc2 & 4) {
 733         /* Other states are only available with TrustZone */
 734         return EXCP_UDEF;
 735     }
 736     ret = get_phys_addr(env, value, access_type, is_user,
 737                         &phys_addr, &prot, &page_size);
 738     if (extended_addresses_enabled(env)) {
 739         /* ret is a DFSR/IFSR value for the long descriptor
 740          * translation table format, but with WnR always clear.
 741          * Convert it to a 64-bit PAR.
 742          */
 743         uint64_t par64 = (1 << 11); /* LPAE bit always set */
 744         if (ret == 0) {
 745             par64 |= phys_addr & ~0xfffULL;
 746             /* We don't set the ATTR or SH fields in the PAR. */
 747         } else {
 748             par64 |= 1; /* F */
 749             par64 |= (ret & 0x3f) << 1; /* FS */
 750             /* Note that S2WLK and FSTAGE are always zero, because we don't
 751              * implement virtualization and therefore there can't be a stage 2
 752              * fault.
 753              */
 754         }
 755         env->cp15.c7_par = par64;
 756         env->cp15.c7_par_hi = par64 >> 32;
 757     } else {
 758         /* ret is a DFSR/IFSR value for the short descriptor
 759          * translation table format (with WnR always clear).
 760          * Convert it to a 32-bit PAR.
 761          */
 762         if (ret == 0) {
 763             /* We do not set any attribute bits in the PAR */
 764             if (page_size == (1 << 24)
 765                 && arm_feature(env, ARM_FEATURE_V7)) {
 766                 env->cp15.c7_par = (phys_addr & 0xff000000) | 1 << 1;
 767             } else {
 768                 env->cp15.c7_par = phys_addr & 0xfffff000;
 769             }
 770         } else {
 771             env->cp15.c7_par = ((ret & (10 << 1)) >> 5) |
 772                 ((ret & (12 << 1)) >> 6) |
 773                 ((ret & 0xf) << 1) | 1;
 774         }
 775         env->cp15.c7_par_hi = 0;
 776     }
 777     return 0;
 778 }
 779 #endif
 780
 781 static const ARMCPRegInfo vapa_cp_reginfo[] = {
 782     { .name = "PAR", .cp = 15, .crn = 7, .crm = 4, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
 783       .access = PL1_RW, .resetvalue = 0,
 784       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c7_par),
 785       .writefn = par_write },
 786 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
 787     { .name = "ATS", .cp = 15, .crn = 7, .crm = 8, .opc1 = 0, .opc2 = CP_ANY,
 788       .access = PL1_W, .writefn = ats_write, .type = ARM_CP_NO_MIGRATE },
 789 #endif
 790     REGINFO_SENTINEL
 791 };
 792
 793 /* Return basic MPU access permission bits.  */
 794 static uint32_t simple_mpu_ap_bits(uint32_t val)
 795 {
 796     uint32_t ret;
 797     uint32_t mask;
 798     int i;
 799     ret = 0;
 800     mask = 3;
 801     for (i = 0; i < 16; i += 2) {
 802         ret |= (val >> i) & mask;
 803         mask <<= 2;
 804     }
 805     return ret;
 806 }
 807
 808 /* Pad basic MPU access permission bits to extended format.  */
 809 static uint32_t extended_mpu_ap_bits(uint32_t val)
 810 {
 811     uint32_t ret;
 812     uint32_t mask;
 813     int i;
 814     ret = 0;
 815     mask = 3;
 816     for (i = 0; i < 16; i += 2) {
 817         ret |= (val & mask) << i;
 818         mask <<= 2;
 819     }
 820     return ret;
 821 }
 822
 823 static int pmsav5_data_ap_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 824                                 uint64_t value)
 825 {
 826     env->cp15.c5_data = extended_mpu_ap_bits(value);
 827     return 0;
 828 }
 829
 830 static int pmsav5_data_ap_read(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 831                                uint64_t *value)
 832 {
 833     *value = simple_mpu_ap_bits(env->cp15.c5_data);
 834     return 0;
 835 }
 836
 837 static int pmsav5_insn_ap_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 838                                 uint64_t value)
 839 {
 840     env->cp15.c5_insn = extended_mpu_ap_bits(value);
 841     return 0;
 842 }
 843
 844 static int pmsav5_insn_ap_read(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 845                                uint64_t *value)
 846 {
 847     *value = simple_mpu_ap_bits(env->cp15.c5_insn);
 848     return 0;
 849 }
 850
 851 static int arm946_prbs_read(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 852                             uint64_t *value)
 853 {
 854     if (ri->crm >= 8) {
 855         return EXCP_UDEF;
 856     }
 857     *value = env->cp15.c6_region[ri->crm];
 858     return 0;
 859 }
 860
 861 static int arm946_prbs_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 862                              uint64_t value)
 863 {
 864     if (ri->crm >= 8) {
 865         return EXCP_UDEF;
 866     }
 867     env->cp15.c6_region[ri->crm] = value;
 868     return 0;
 869 }
 870
 871 static const ARMCPRegInfo pmsav5_cp_reginfo[] = {
 872     { .name = "DATA_AP", .cp = 15, .crn = 5, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
 873       .access = PL1_RW, .type = ARM_CP_NO_MIGRATE,
 874       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c5_data), .resetvalue = 0,
 875       .readfn = pmsav5_data_ap_read, .writefn = pmsav5_data_ap_write, },
 876     { .name = "INSN_AP", .cp = 15, .crn = 5, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 1,
 877       .access = PL1_RW, .type = ARM_CP_NO_MIGRATE,
 878       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c5_insn), .resetvalue = 0,
 879       .readfn = pmsav5_insn_ap_read, .writefn = pmsav5_insn_ap_write, },
 880     { .name = "DATA_EXT_AP", .cp = 15, .crn = 5, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 2,
 881       .access = PL1_RW,
 882       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c5_data), .resetvalue = 0, },
 883     { .name = "INSN_EXT_AP", .cp = 15, .crn = 5, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 3,
 884       .access = PL1_RW,
 885       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c5_insn), .resetvalue = 0, },
 886     { .name = "DCACHE_CFG", .cp = 15, .crn = 2, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
 887       .access = PL1_RW,
 888       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c2_data), .resetvalue = 0, },
 889     { .name = "ICACHE_CFG", .cp = 15, .crn = 2, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 1,
 890       .access = PL1_RW,
 891       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c2_insn), .resetvalue = 0, },
 892     /* Protection region base and size registers */
 893     { .name = "946_PRBS", .cp = 15, .crn = 6, .crm = CP_ANY, .opc1 = 0,
 894       .opc2 = CP_ANY, .access = PL1_RW,
 895       .readfn = arm946_prbs_read, .writefn = arm946_prbs_write, },
 896     REGINFO_SENTINEL
 897 };
 898
 899 static int vmsa_ttbcr_raw_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 900                                 uint64_t value)
 901 {
 902     int maskshift = extract32(value, 0, 3);
 903
 904     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_LPAE)) {
 905         value &= ~((7 << 19) | (3 << 14) | (0xf << 3));
 906     } else {
 907         value &= 7;
 908     }
 909     /* Note that we always calculate c2_mask and c2_base_mask, but
 910      * they are only used for short-descriptor tables (ie if EAE is 0);
 911      * for long-descriptor tables the TTBCR fields are used differently
 912      * and the c2_mask and c2_base_mask values are meaningless.
 913      */
 914     env->cp15.c2_control = value;
 915     env->cp15.c2_mask = ~(((uint32_t)0xffffffffu) >> maskshift);
 916     env->cp15.c2_base_mask = ~((uint32_t)0x3fffu >> maskshift);
 917     return 0;
 918 }
 919
 920 static int vmsa_ttbcr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 921                             uint64_t value)
 922 {
 923     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_LPAE)) {
 924         /* With LPAE the TTBCR could result in a change of ASID
 925          * via the TTBCR.A1 bit, so do a TLB flush.
 926          */
 927         tlb_flush(env, 1);
 928     }
 929     return vmsa_ttbcr_raw_write(env, ri, value);
 930 }
 931
 932 static void vmsa_ttbcr_reset(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri)
 933 {
 934     env->cp15.c2_base_mask = 0xffffc000u;
 935     env->cp15.c2_control = 0;
 936     env->cp15.c2_mask = 0;
 937 }
 938
 939 static const ARMCPRegInfo vmsa_cp_reginfo[] = {
 940     { .name = "DFSR", .cp = 15, .crn = 5, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
 941       .access = PL1_RW,
 942       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c5_data), .resetvalue = 0, },
 943     { .name = "IFSR", .cp = 15, .crn = 5, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 1,
 944       .access = PL1_RW,
 945       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c5_insn), .resetvalue = 0, },
 946     { .name = "TTBR0", .cp = 15, .crn = 2, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
 947       .access = PL1_RW,
 948       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c2_base0), .resetvalue = 0, },
 949     { .name = "TTBR1", .cp = 15, .crn = 2, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 1,
 950       .access = PL1_RW,
 951       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c2_base1), .resetvalue = 0, },
 952     { .name = "TTBCR", .cp = 15, .crn = 2, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 2,
 953       .access = PL1_RW, .writefn = vmsa_ttbcr_write,
 954       .resetfn = vmsa_ttbcr_reset, .raw_writefn = vmsa_ttbcr_raw_write,
 955       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c2_control) },
 956     { .name = "DFAR", .cp = 15, .crn = 6, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
 957       .access = PL1_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c6_data),
 958       .resetvalue = 0, },
 959     REGINFO_SENTINEL
 960 };
 961
 962 static int omap_ticonfig_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 963                                uint64_t value)
 964 {
 965     env->cp15.c15_ticonfig = value & 0xe7;
 966     /* The OS_TYPE bit in this register changes the reported CPUID! */
 967     env->cp15.c0_cpuid = (value & (1 << 5)) ?
 968         ARM_CPUID_TI915T : ARM_CPUID_TI925T;
 969     return 0;
 970 }
 971
 972 static int omap_threadid_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 973                                uint64_t value)
 974 {
 975     env->cp15.c15_threadid = value & 0xffff;
 976     return 0;
 977 }
 978
 979 static int omap_wfi_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 980                           uint64_t value)
 981 {
 982     /* Wait-for-interrupt (deprecated) */
 983     cpu_interrupt(CPU(arm_env_get_cpu(env)), CPU_INTERRUPT_HALT);
 984     return 0;
 985 }
 986
 987 static int omap_cachemaint_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
 988                                  uint64_t value)
 989 {
 990     /* On OMAP there are registers indicating the max/min index of dcache lines
 991      * containing a dirty line; cache flush operations have to reset these.
 992      */
 993     env->cp15.c15_i_max = 0x000;
 994     env->cp15.c15_i_min = 0xff0;
 995     return 0;
 996 }
 997
 998 static const ARMCPRegInfo omap_cp_reginfo[] = {
 999     { .name = "DFSR", .cp = 15, .crn = 5, .crm = CP_ANY,
1000       .opc1 = CP_ANY, .opc2 = CP_ANY, .access = PL1_RW, .type = ARM_CP_OVERRIDE,
1001       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c5_data), .resetvalue = 0, },
1002     { .name = "", .cp = 15, .crn = 15, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
1003       .access = PL1_RW, .type = ARM_CP_NOP },
1004     { .name = "TICONFIG", .cp = 15, .crn = 15, .crm = 1, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
1005       .access = PL1_RW,
1006       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c15_ticonfig), .resetvalue = 0,
1007       .writefn = omap_ticonfig_write },
1008     { .name = "IMAX", .cp = 15, .crn = 15, .crm = 2, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
1009       .access = PL1_RW,
1010       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c15_i_max), .resetvalue = 0, },
1011     { .name = "IMIN", .cp = 15, .crn = 15, .crm = 3, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
1012       .access = PL1_RW, .resetvalue = 0xff0,
1013       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c15_i_min) },
1014     { .name = "THREADID", .cp = 15, .crn = 15, .crm = 4, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
1015       .access = PL1_RW,
1016       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c15_threadid), .resetvalue = 0,
1017       .writefn = omap_threadid_write },
1018     { .name = "TI925T_STATUS", .cp = 15, .crn = 15,
1019       .crm = 8, .opc1 = 0, .opc2 = 0, .access = PL1_RW,
1020       .type = ARM_CP_NO_MIGRATE,
1021       .readfn = arm_cp_read_zero, .writefn = omap_wfi_write, },
1022     /* TODO: Peripheral port remap register:
1023      * On OMAP2 mcr p15, 0, rn, c15, c2, 4 sets up the interrupt controller
1024      * base address at $rn & ~0xfff and map size of 0x200 << ($rn & 0xfff),
1025      * when MMU is off.
1026      */
1027     { .name = "OMAP_CACHEMAINT", .cp = 15, .crn = 7, .crm = CP_ANY,
1028       .opc1 = 0, .opc2 = CP_ANY, .access = PL1_W,
1029       .type = ARM_CP_OVERRIDE | ARM_CP_NO_MIGRATE,
1030       .writefn = omap_cachemaint_write },
1031     { .name = "C9", .cp = 15, .crn = 9,
1032       .crm = CP_ANY, .opc1 = CP_ANY, .opc2 = CP_ANY, .access = PL1_RW,
1033       .type = ARM_CP_CONST | ARM_CP_OVERRIDE, .resetvalue = 0 },
1034     REGINFO_SENTINEL
1035 };
1036
1037 static int xscale_cpar_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
1038                              uint64_t value)
1039 {
1040     value &= 0x3fff;
1041     if (env->cp15.c15_cpar != value) {
1042         /* Changes cp0 to cp13 behavior, so needs a TB flush.  */
1043         tb_flush(env);
1044         env->cp15.c15_cpar = value;
1045     }
1046     return 0;
1047 }
1048
1049 static const ARMCPRegInfo xscale_cp_reginfo[] = {
1050     { .name = "XSCALE_CPAR",
1051       .cp = 15, .crn = 15, .crm = 1, .opc1 = 0, .opc2 = 0, .access = PL1_RW,
1052       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c15_cpar), .resetvalue = 0,
1053       .writefn = xscale_cpar_write, },
1054     { .name = "XSCALE_AUXCR",
1055       .cp = 15, .crn = 1, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 1, .access = PL1_RW,
1056       .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c1_xscaleauxcr),
1057       .resetvalue = 0, },
1058     REGINFO_SENTINEL
1059 };
1060
1061 static const ARMCPRegInfo dummy_c15_cp_reginfo[] = {
1062     /* RAZ/WI the whole crn=15 space, when we don't have a more specific
1063      * implementation of this implementation-defined space.
1064      * Ideally this should eventually disappear in favour of actually
1065      * implementing the correct behaviour for all cores.
1066      */
1067     { .name = "C15_IMPDEF", .cp = 15, .crn = 15,
1068       .crm = CP_ANY, .opc1 = CP_ANY, .opc2 = CP_ANY,
1069       .access = PL1_RW, .type = ARM_CP_CONST | ARM_CP_NO_MIGRATE,
1070       .resetvalue = 0 },
1071     REGINFO_SENTINEL
1072 };
1073
1074 static const ARMCPRegInfo cache_dirty_status_cp_reginfo[] = {
1075     /* Cache status: RAZ because we have no cache so it's always clean */
1076     { .name = "CDSR", .cp = 15, .crn = 7, .crm = 10, .opc1 = 0, .opc2 = 6,
1077       .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST | ARM_CP_NO_MIGRATE,
1078       .resetvalue = 0 },
1079     REGINFO_SENTINEL
1080 };
1081
1082 static const ARMCPRegInfo cache_block_ops_cp_reginfo[] = {
1083     /* We never have a a block transfer operation in progress */
1084     { .name = "BXSR", .cp = 15, .crn = 7, .crm = 12, .opc1 = 0, .opc2 = 4,
1085       .access = PL0_R, .type = ARM_CP_CONST | ARM_CP_NO_MIGRATE,
1086       .resetvalue = 0 },
1087     /* The cache ops themselves: these all NOP for QEMU */
1088     { .name = "IICR", .cp = 15, .crm = 5, .opc1 = 0,
1089       .access = PL1_W, .type = ARM_CP_NOP|ARM_CP_64BIT },
1090     { .name = "IDCR", .cp = 15, .crm = 6, .opc1 = 0,
1091       .access = PL1_W, .type = ARM_CP_NOP|ARM_CP_64BIT },
1092     { .name = "CDCR", .cp = 15, .crm = 12, .opc1 = 0,
1093       .access = PL0_W, .type = ARM_CP_NOP|ARM_CP_64BIT },
1094     { .name = "PIR", .cp = 15, .crm = 12, .opc1 = 1,
1095       .access = PL0_W, .type = ARM_CP_NOP|ARM_CP_64BIT },
1096     { .name = "PDR", .cp = 15, .crm = 12, .opc1 = 2,
1097       .access = PL0_W, .type = ARM_CP_NOP|ARM_CP_64BIT },
1098     { .name = "CIDCR", .cp = 15, .crm = 14, .opc1 = 0,
1099       .access = PL1_W, .type = ARM_CP_NOP|ARM_CP_64BIT },
1100     REGINFO_SENTINEL
1101 };
1102
1103 static const ARMCPRegInfo cache_test_clean_cp_reginfo[] = {
1104     /* The cache test-and-clean instructions always return (1 << 30)
1105      * to indicate that there are no dirty cache lines.
1106      */
1107     { .name = "TC_DCACHE", .cp = 15, .crn = 7, .crm = 10, .opc1 = 0, .opc2 = 3,
1108       .access = PL0_R, .type = ARM_CP_CONST | ARM_CP_NO_MIGRATE,
1109       .resetvalue = (1 << 30) },
1110     { .name = "TCI_DCACHE", .cp = 15, .crn = 7, .crm = 14, .opc1 = 0, .opc2 = 3,
1111       .access = PL0_R, .type = ARM_CP_CONST | ARM_CP_NO_MIGRATE,
1112       .resetvalue = (1 << 30) },
1113     REGINFO_SENTINEL
1114 };
1115
1116 static const ARMCPRegInfo strongarm_cp_reginfo[] = {
1117     /* Ignore ReadBuffer accesses */
1118     { .name = "C9_READBUFFER", .cp = 15, .crn = 9,
1119       .crm = CP_ANY, .opc1 = CP_ANY, .opc2 = CP_ANY,
1120       .access = PL1_RW, .resetvalue = 0,
1121       .type = ARM_CP_CONST | ARM_CP_OVERRIDE | ARM_CP_NO_MIGRATE },
1122     REGINFO_SENTINEL
1123 };
1124
1125 static int mpidr_read(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
1126                       uint64_t *value)
1127 {
1128     CPUState *cs = CPU(arm_env_get_cpu(env));
1129     uint32_t mpidr = cs->cpu_index;
1130     /* We don't support setting cluster ID ([8..11])
1131      * so these bits always RAZ.
1132      */
1133     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_V7MP)) {
1134         mpidr |= (1 << 31);
1135         /* Cores which are uniprocessor (non-coherent)
1136          * but still implement the MP extensions set
1137          * bit 30. (For instance, A9UP.) However we do
1138          * not currently model any of those cores.
1139          */
1140     }
1141     *value = mpidr;
1142     return 0;
1143 }
1144
1145 static const ARMCPRegInfo mpidr_cp_reginfo[] = {
1146     { .name = "MPIDR", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 5,
1147       .access = PL1_R, .readfn = mpidr_read, .type = ARM_CP_NO_MIGRATE },
1148     REGINFO_SENTINEL
1149 };
1150
1151 static int par64_read(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri, uint64_t *value)
1152 {
1153     *value = ((uint64_t)env->cp15.c7_par_hi << 32) | env->cp15.c7_par;
1154     return 0;
1155 }
1156
1157 static int par64_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri, uint64_t value)
1158 {
1159     env->cp15.c7_par_hi = value >> 32;
1160     env->cp15.c7_par = value;
1161     return 0;
1162 }
1163
1164 static void par64_reset(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri)
1165 {
1166     env->cp15.c7_par_hi = 0;
1167     env->cp15.c7_par = 0;
1168 }
1169
1170 static int ttbr064_read(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
1171                         uint64_t *value)
1172 {
1173     *value = ((uint64_t)env->cp15.c2_base0_hi << 32) | env->cp15.c2_base0;
1174     return 0;
1175 }
1176
1177 static int ttbr064_raw_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
1178                              uint64_t value)
1179 {
1180     env->cp15.c2_base0_hi = value >> 32;
1181     env->cp15.c2_base0 = value;
1182     return 0;
1183 }
1184
1185 static int ttbr064_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
1186                          uint64_t value)
1187 {
1188     /* Writes to the 64 bit format TTBRs may change the ASID */
1189     tlb_flush(env, 1);
1190     return ttbr064_raw_write(env, ri, value);
1191 }
1192
1193 static void ttbr064_reset(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri)
1194 {
1195     env->cp15.c2_base0_hi = 0;
1196     env->cp15.c2_base0 = 0;
1197 }
1198
1199 static int ttbr164_read(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
1200                         uint64_t *value)
1201 {
1202     *value = ((uint64_t)env->cp15.c2_base1_hi << 32) | env->cp15.c2_base1;
1203     return 0;
1204 }
1205
1206 static int ttbr164_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
1207                          uint64_t value)
1208 {
1209     env->cp15.c2_base1_hi = value >> 32;
1210     env->cp15.c2_base1 = value;
1211     return 0;
1212 }
1213
1214 static void ttbr164_reset(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri)
1215 {
1216     env->cp15.c2_base1_hi = 0;
1217     env->cp15.c2_base1 = 0;
1218 }
1219
1220 static const ARMCPRegInfo lpae_cp_reginfo[] = {
1221     /* NOP AMAIR0/1: the override is because these clash with the rather
1222      * broadly specified TLB_LOCKDOWN entry in the generic cp_reginfo.
1223      */
1224     { .name = "AMAIR0", .cp = 15, .crn = 10, .crm = 3, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
1225       .access = PL1_RW, .type = ARM_CP_CONST | ARM_CP_OVERRIDE,
1226       .resetvalue = 0 },
1227     { .name = "AMAIR1", .cp = 15, .crn = 10, .crm = 3, .opc1 = 0, .opc2 = 1,
1228       .access = PL1_RW, .type = ARM_CP_CONST | ARM_CP_OVERRIDE,
1229       .resetvalue = 0 },
1230     /* 64 bit access versions of the (dummy) debug registers */
1231     { .name = "DBGDRAR", .cp = 14, .crm = 1, .opc1 = 0,
1232       .access = PL0_R, .type = ARM_CP_CONST|ARM_CP_64BIT, .resetvalue = 0 },
1233     { .name = "DBGDSAR", .cp = 14, .crm = 2, .opc1 = 0,
1234       .access = PL0_R, .type = ARM_CP_CONST|ARM_CP_64BIT, .resetvalue = 0 },
1235     { .name = "PAR", .cp = 15, .crm = 7, .opc1 = 0,
1236       .access = PL1_RW, .type = ARM_CP_64BIT,
1237       .readfn = par64_read, .writefn = par64_write, .resetfn = par64_reset },
1238     { .name = "TTBR0", .cp = 15, .crm = 2, .opc1 = 0,
1239       .access = PL1_RW, .type = ARM_CP_64BIT, .readfn = ttbr064_read,
1240       .writefn = ttbr064_write, .raw_writefn = ttbr064_raw_write,
1241       .resetfn = ttbr064_reset },
1242     { .name = "TTBR1", .cp = 15, .crm = 2, .opc1 = 1,
1243       .access = PL1_RW, .type = ARM_CP_64BIT, .readfn = ttbr164_read,
1244       .writefn = ttbr164_write, .resetfn = ttbr164_reset },
1245     REGINFO_SENTINEL
1246 };
1247
1248 static int sctlr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri, uint64_t value)
1249 {
1250     env->cp15.c1_sys = value;
1251     /* ??? Lots of these bits are not implemented.  */
1252     /* This may enable/disable the MMU, so do a TLB flush.  */
1253     tlb_flush(env, 1);
1254     return 0;
1255 }
1256
1257 void register_cp_regs_for_features(ARMCPU *cpu)
1258 {
1259     /* Register all the coprocessor registers based on feature bits */
1260     CPUARMState *env = &cpu->env;
1261     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_M)) {
1262         /* M profile has no coprocessor registers */
1263         return;
1264     }
1265
1266     define_arm_cp_regs(cpu, cp_reginfo);
1267     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_V6)) {
1268         /* The ID registers all have impdef reset values */
1269         ARMCPRegInfo v6_idregs[] = {
1270             { .name = "ID_PFR0", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 1,
1271               .opc1 = 0, .opc2 = 0, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1272               .resetvalue = cpu->id_pfr0 },
1273             { .name = "ID_PFR1", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 1,
1274               .opc1 = 0, .opc2 = 1, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1275               .resetvalue = cpu->id_pfr1 },
1276             { .name = "ID_DFR0", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 1,
1277               .opc1 = 0, .opc2 = 2, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1278               .resetvalue = cpu->id_dfr0 },
1279             { .name = "ID_AFR0", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 1,
1280               .opc1 = 0, .opc2 = 3, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1281               .resetvalue = cpu->id_afr0 },
1282             { .name = "ID_MMFR0", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 1,
1283               .opc1 = 0, .opc2 = 4, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1284               .resetvalue = cpu->id_mmfr0 },
1285             { .name = "ID_MMFR1", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 1,
1286               .opc1 = 0, .opc2 = 5, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1287               .resetvalue = cpu->id_mmfr1 },
1288             { .name = "ID_MMFR2", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 1,
1289               .opc1 = 0, .opc2 = 6, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1290               .resetvalue = cpu->id_mmfr2 },
1291             { .name = "ID_MMFR3", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 1,
1292               .opc1 = 0, .opc2 = 7, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1293               .resetvalue = cpu->id_mmfr3 },
1294             { .name = "ID_ISAR0", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 2,
1295               .opc1 = 0, .opc2 = 0, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1296               .resetvalue = cpu->id_isar0 },
1297             { .name = "ID_ISAR1", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 2,
1298               .opc1 = 0, .opc2 = 1, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1299               .resetvalue = cpu->id_isar1 },
1300             { .name = "ID_ISAR2", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 2,
1301               .opc1 = 0, .opc2 = 2, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1302               .resetvalue = cpu->id_isar2 },
1303             { .name = "ID_ISAR3", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 2,
1304               .opc1 = 0, .opc2 = 3, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1305               .resetvalue = cpu->id_isar3 },
1306             { .name = "ID_ISAR4", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 2,
1307               .opc1 = 0, .opc2 = 4, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1308               .resetvalue = cpu->id_isar4 },
1309             { .name = "ID_ISAR5", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 2,
1310               .opc1 = 0, .opc2 = 5, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1311               .resetvalue = cpu->id_isar5 },
1312             /* 6..7 are as yet unallocated and must RAZ */
1313             { .name = "ID_ISAR6", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 2,
1314               .opc1 = 0, .opc2 = 6, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1315               .resetvalue = 0 },
1316             { .name = "ID_ISAR7", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 2,
1317               .opc1 = 0, .opc2 = 7, .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST,
1318               .resetvalue = 0 },
1319             REGINFO_SENTINEL
1320         };
1321         define_arm_cp_regs(cpu, v6_idregs);
1322         define_arm_cp_regs(cpu, v6_cp_reginfo);
1323     } else {
1324         define_arm_cp_regs(cpu, not_v6_cp_reginfo);
1325     }
1326     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_V6K)) {
1327         define_arm_cp_regs(cpu, v6k_cp_reginfo);
1328     }
1329     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_V7)) {
1330         /* v7 performance monitor control register: same implementor
1331          * field as main ID register, and we implement no event counters.
1332          */
1333         ARMCPRegInfo pmcr = {
1334             .name = "PMCR", .cp = 15, .crn = 9, .crm = 12, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
1335             .access = PL0_RW, .resetvalue = cpu->midr & 0xff000000,
1336             .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c9_pmcr),
1337             .readfn = pmreg_read, .writefn = pmcr_write,
1338             .raw_readfn = raw_read, .raw_writefn = raw_write,
1339         };
1340         ARMCPRegInfo clidr = {
1341             .name = "CLIDR", .cp = 15, .crn = 0, .crm = 0, .opc1 = 1, .opc2 = 1,
1342             .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = cpu->clidr
1343         };
1344         define_one_arm_cp_reg(cpu, &pmcr);
1345         define_one_arm_cp_reg(cpu, &clidr);
1346         define_arm_cp_regs(cpu, v7_cp_reginfo);
1347     } else {
1348         define_arm_cp_regs(cpu, not_v7_cp_reginfo);
1349     }
1350     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_MPU)) {
1351         /* These are the MPU registers prior to PMSAv6. Any new
1352          * PMSA core later than the ARM946 will require that we
1353          * implement the PMSAv6 or PMSAv7 registers, which are
1354          * completely different.
1355          */
1356         assert(!arm_feature(env, ARM_FEATURE_V6));
1357         define_arm_cp_regs(cpu, pmsav5_cp_reginfo);
1358     } else {
1359         define_arm_cp_regs(cpu, vmsa_cp_reginfo);
1360     }
1361     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_THUMB2EE)) {
1362         define_arm_cp_regs(cpu, t2ee_cp_reginfo);
1363     }
1364     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_GENERIC_TIMER)) {
1365         define_arm_cp_regs(cpu, generic_timer_cp_reginfo);
1366     }
1367     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_VAPA)) {
1368         define_arm_cp_regs(cpu, vapa_cp_reginfo);
1369     }
1370     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_CACHE_TEST_CLEAN)) {
1371         define_arm_cp_regs(cpu, cache_test_clean_cp_reginfo);
1372     }
1373     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_CACHE_DIRTY_REG)) {
1374         define_arm_cp_regs(cpu, cache_dirty_status_cp_reginfo);
1375     }
1376     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_CACHE_BLOCK_OPS)) {
1377         define_arm_cp_regs(cpu, cache_block_ops_cp_reginfo);
1378     }
1379     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_OMAPCP)) {
1380         define_arm_cp_regs(cpu, omap_cp_reginfo);
1381     }
1382     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_STRONGARM)) {
1383         define_arm_cp_regs(cpu, strongarm_cp_reginfo);
1384     }
1385     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_XSCALE)) {
1386         define_arm_cp_regs(cpu, xscale_cp_reginfo);
1387     }
1388     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_DUMMY_C15_REGS)) {
1389         define_arm_cp_regs(cpu, dummy_c15_cp_reginfo);
1390     }
1391     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_LPAE)) {
1392         define_arm_cp_regs(cpu, lpae_cp_reginfo);
1393     }
1394     /* Slightly awkwardly, the OMAP and StrongARM cores need all of
1395      * cp15 crn=0 to be writes-ignored, whereas for other cores they should
1396      * be read-only (ie write causes UNDEF exception).
1397      */
1398     {
1399         ARMCPRegInfo id_cp_reginfo[] = {
1400             /* Note that the MIDR isn't a simple constant register because
1401              * of the TI925 behaviour where writes to another register can
1402              * cause the MIDR value to change.
1403              *
1404              * Unimplemented registers in the c15 0 0 0 space default to
1405              * MIDR. Define MIDR first as this entire space, then CTR, TCMTR
1406              * and friends override accordingly.
1407              */
1408             { .name = "MIDR",
1409               .cp = 15, .crn = 0, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = CP_ANY,
1410               .access = PL1_R, .resetvalue = cpu->midr,
1411               .writefn = arm_cp_write_ignore, .raw_writefn = raw_write,
1412               .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c0_cpuid),
1413               .type = ARM_CP_OVERRIDE },
1414             { .name = "CTR",
1415               .cp = 15, .crn = 0, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 1,
1416               .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = cpu->ctr },
1417             { .name = "TCMTR",
1418               .cp = 15, .crn = 0, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 2,
1419               .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0 },
1420             { .name = "TLBTR",
1421               .cp = 15, .crn = 0, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 3,
1422               .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0 },
1423             /* crn = 0 op1 = 0 crm = 3..7 : currently unassigned; we RAZ. */
1424             { .name = "DUMMY",
1425               .cp = 15, .crn = 0, .crm = 3, .opc1 = 0, .opc2 = CP_ANY,
1426               .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0 },
1427             { .name = "DUMMY",
1428               .cp = 15, .crn = 0, .crm = 4, .opc1 = 0, .opc2 = CP_ANY,
1429               .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0 },
1430             { .name = "DUMMY",
1431               .cp = 15, .crn = 0, .crm = 5, .opc1 = 0, .opc2 = CP_ANY,
1432               .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0 },
1433             { .name = "DUMMY",
1434               .cp = 15, .crn = 0, .crm = 6, .opc1 = 0, .opc2 = CP_ANY,
1435               .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0 },
1436             { .name = "DUMMY",
1437               .cp = 15, .crn = 0, .crm = 7, .opc1 = 0, .opc2 = CP_ANY,
1438               .access = PL1_R, .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0 },
1439             REGINFO_SENTINEL
1440         };
1441         ARMCPRegInfo crn0_wi_reginfo = {
1442             .name = "CRN0_WI", .cp = 15, .crn = 0, .crm = CP_ANY,
1443             .opc1 = CP_ANY, .opc2 = CP_ANY, .access = PL1_W,
1444             .type = ARM_CP_NOP | ARM_CP_OVERRIDE
1445         };
1446         if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_OMAPCP) ||
1447             arm_feature(env, ARM_FEATURE_STRONGARM)) {
1448             ARMCPRegInfo *r;
1449             /* Register the blanket "writes ignored" value first to cover the
1450              * whole space. Then update the specific ID registers to allow write
1451              * access, so that they ignore writes rather than causing them to
1452              * UNDEF.
1453              */
1454             define_one_arm_cp_reg(cpu, &crn0_wi_reginfo);
1455             for (r = id_cp_reginfo; r->type != ARM_CP_SENTINEL; r++) {
1456                 r->access = PL1_RW;
1457             }
1458         }
1459         define_arm_cp_regs(cpu, id_cp_reginfo);
1460     }
1461
1462     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_MPIDR)) {
1463         define_arm_cp_regs(cpu, mpidr_cp_reginfo);
1464     }
1465
1466     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_AUXCR)) {
1467         ARMCPRegInfo auxcr = {
1468             .name = "AUXCR", .cp = 15, .crn = 1, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 1,
1469             .access = PL1_RW, .type = ARM_CP_CONST,
1470             .resetvalue = cpu->reset_auxcr
1471         };
1472         define_one_arm_cp_reg(cpu, &auxcr);
1473     }
1474
1475     /* Generic registers whose values depend on the implementation */
1476     {
1477         ARMCPRegInfo sctlr = {
1478             .name = "SCTLR", .cp = 15, .crn = 1, .crm = 0, .opc1 = 0, .opc2 = 0,
1479             .access = PL1_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.c1_sys),
1480             .writefn = sctlr_write, .resetvalue = cpu->reset_sctlr,
1481             .raw_writefn = raw_write,
1482         };
1483         if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_XSCALE)) {
1484             /* Normally we would always end the TB on an SCTLR write, but Linux
1485              * arch/arm/mach-pxa/sleep.S expects two instructions following
1486              * an MMU enable to execute from cache.  Imitate this behaviour.
1487              */
1488             sctlr.type |= ARM_CP_SUPPRESS_TB_END;
1489         }
1490         define_one_arm_cp_reg(cpu, &sctlr);
1491     }
1492 }
1493
1494 ARMCPU *cpu_arm_init(const char *cpu_model)
1495 {
1496     ARMCPU *cpu;
1497     CPUARMState *env;
1498     ObjectClass *oc;
1499
1500     oc = cpu_class_by_name(TYPE_ARM_CPU, cpu_model);
1501     if (!oc) {
1502         return NULL;
1503     }
1504     cpu = ARM_CPU(object_new(object_class_get_name(oc)));
1505     env = &cpu->env;
1506     env->cpu_model_str = cpu_model;
1507
1508     /* TODO this should be set centrally, once possible */
1509     object_property_set_bool(OBJECT(cpu), true, "realized", NULL);
1510
1511     return cpu;
1512 }
1513
1514 void arm_cpu_register_gdb_regs_for_features(ARMCPU *cpu)
1515 {
1516     CPUState *cs = CPU(cpu);
1517     CPUARMState *env = &cpu->env;
1518
1519     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_NEON)) {
1520         gdb_register_coprocessor(cs, vfp_gdb_get_reg, vfp_gdb_set_reg,
1521                                  51, "arm-neon.xml", 0);
1522     } else if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_VFP3)) {
1523         gdb_register_coprocessor(cs, vfp_gdb_get_reg, vfp_gdb_set_reg,
1524                                  35, "arm-vfp3.xml", 0);
1525     } else if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_VFP)) {
1526         gdb_register_coprocessor(cs, vfp_gdb_get_reg, vfp_gdb_set_reg,
1527                                  19, "arm-vfp.xml", 0);
1528     }
1529 }
1530
1531 /* Sort alphabetically by type name, except for "any". */
1532 static gint arm_cpu_list_compare(gconstpointer a, gconstpointer b)
1533 {
1534     ObjectClass *class_a = (ObjectClass *)a;
1535     ObjectClass *class_b = (ObjectClass *)b;
1536     const char *name_a, *name_b;
1537
1538     name_a = object_class_get_name(class_a);
1539     name_b = object_class_get_name(class_b);
1540     if (strcmp(name_a, "any-" TYPE_ARM_CPU) == 0) {
1541         return 1;
1542     } else if (strcmp(name_b, "any-" TYPE_ARM_CPU) == 0) {
1543         return -1;
1544     } else {
1545         return strcmp(name_a, name_b);
1546     }
1547 }
1548
1549 static void arm_cpu_list_entry(gpointer data, gpointer user_data)
1550 {
1551     ObjectClass *oc = data;
1552     CPUListState *s = user_data;
1553     const char *typename;
1554     char *name;
1555
1556     typename = object_class_get_name(oc);
1557     name = g_strndup(typename, strlen(typename) - strlen("-" TYPE_ARM_CPU));
1558     (*s->cpu_fprintf)(s->file, "  %s\n",
1559                       name);
1560     g_free(name);
1561 }
1562
1563 void arm_cpu_list(FILE *f, fprintf_function cpu_fprintf)
1564 {
1565     CPUListState s = {
1566         .file = f,
1567         .cpu_fprintf = cpu_fprintf,
1568     };
1569     GSList *list;
1570
1571     list = object_class_get_list(TYPE_ARM_CPU, false);
1572     list = g_slist_sort(list, arm_cpu_list_compare);
1573     (*cpu_fprintf)(f, "Available CPUs:\n");
1574     g_slist_foreach(list, arm_cpu_list_entry, &s);
1575     g_slist_free(list);
1576 }
1577
1578 void define_one_arm_cp_reg_with_opaque(ARMCPU *cpu,
1579                                        const ARMCPRegInfo *r, void *opaque)
1580 {
1581     /* Define implementations of coprocessor registers.
1582      * We store these in a hashtable because typically
1583      * there are less than 150 registers in a space which
1584      * is 16*16*16*8*8 = 262144 in size.
1585      * Wildcarding is supported for the crm, opc1 and opc2 fields.
1586      * If a register is defined twice then the second definition is
1587      * used, so this can be used to define some generic registers and
1588      * then override them with implementation specific variations.
1589      * At least one of the original and the second definition should
1590      * include ARM_CP_OVERRIDE in its type bits -- this is just a guard
1591      * against accidental use.
1592      */
1593     int crm, opc1, opc2;
1594     int crmmin = (r->crm == CP_ANY) ? 0 : r->crm;
1595     int crmmax = (r->crm == CP_ANY) ? 15 : r->crm;
1596     int opc1min = (r->opc1 == CP_ANY) ? 0 : r->opc1;
1597     int opc1max = (r->opc1 == CP_ANY) ? 7 : r->opc1;
1598     int opc2min = (r->opc2 == CP_ANY) ? 0 : r->opc2;
1599     int opc2max = (r->opc2 == CP_ANY) ? 7 : r->opc2;
1600     /* 64 bit registers have only CRm and Opc1 fields */
1601     assert(!((r->type & ARM_CP_64BIT) && (r->opc2 || r->crn)));
1602     /* Check that the register definition has enough info to handle
1603      * reads and writes if they are permitted.
1604      */
1605     if (!(r->type & (ARM_CP_SPECIAL|ARM_CP_CONST))) {
1606         if (r->access & PL3_R) {
1607             assert(r->fieldoffset || r->readfn);
1608         }
1609         if (r->access & PL3_W) {
1610             assert(r->fieldoffset || r->writefn);
1611         }
1612     }
1613     /* Bad type field probably means missing sentinel at end of reg list */
1614     assert(cptype_valid(r->type));
1615     for (crm = crmmin; crm <= crmmax; crm++) {
1616         for (opc1 = opc1min; opc1 <= opc1max; opc1++) {
1617             for (opc2 = opc2min; opc2 <= opc2max; opc2++) {
1618                 uint32_t *key = g_new(uint32_t, 1);
1619                 ARMCPRegInfo *r2 = g_memdup(r, sizeof(ARMCPRegInfo));
1620                 int is64 = (r->type & ARM_CP_64BIT) ? 1 : 0;
1621                 *key = ENCODE_CP_REG(r->cp, is64, r->crn, crm, opc1, opc2);
1622                 if (opaque) {
1623                     r2->opaque = opaque;
1624                 }
1625                 /* Make sure reginfo passed to helpers for wildcarded regs
1626                  * has the correct crm/opc1/opc2 for this reg, not CP_ANY:
1627                  */
1628                 r2->crm = crm;
1629                 r2->opc1 = opc1;
1630                 r2->opc2 = opc2;
1631                 /* By convention, for wildcarded registers only the first
1632                  * entry is used for migration; the others are marked as
1633                  * NO_MIGRATE so we don't try to transfer the register
1634                  * multiple times. Special registers (ie NOP/WFI) are
1635                  * never migratable.
1636                  */
1637                 if ((r->type & ARM_CP_SPECIAL) ||
1638                     ((r->crm == CP_ANY) && crm != 0) ||
1639                     ((r->opc1 == CP_ANY) && opc1 != 0) ||
1640                     ((r->opc2 == CP_ANY) && opc2 != 0)) {
1641                     r2->type |= ARM_CP_NO_MIGRATE;
1642                 }
1643
1644                 /* Overriding of an existing definition must be explicitly
1645                  * requested.
1646                  */
1647                 if (!(r->type & ARM_CP_OVERRIDE)) {
1648                     ARMCPRegInfo *oldreg;
1649                     oldreg = g_hash_table_lookup(cpu->cp_regs, key);
1650                     if (oldreg && !(oldreg->type & ARM_CP_OVERRIDE)) {
1651                         fprintf(stderr, "Register redefined: cp=%d %d bit "
1652                                 "crn=%d crm=%d opc1=%d opc2=%d, "
1653                                 "was %s, now %s\n", r2->cp, 32 + 32 * is64,
1654                                 r2->crn, r2->crm, r2->opc1, r2->opc2,
1655                                 oldreg->name, r2->name);
1656                         assert(0);
1657                     }
1658                 }
1659                 g_hash_table_insert(cpu->cp_regs, key, r2);
1660             }
1661         }
1662     }
1663 }
1664
1665 void define_arm_cp_regs_with_opaque(ARMCPU *cpu,
1666                                     const ARMCPRegInfo *regs, void *opaque)
1667 {
1668     /* Define a whole list of registers */
1669     const ARMCPRegInfo *r;
1670     for (r = regs; r->type != ARM_CP_SENTINEL; r++) {
1671         define_one_arm_cp_reg_with_opaque(cpu, r, opaque);
1672     }
1673 }
1674
1675 const ARMCPRegInfo *get_arm_cp_reginfo(ARMCPU *cpu, uint32_t encoded_cp)
1676 {
1677     return g_hash_table_lookup(cpu->cp_regs, &encoded_cp);
1678 }
1679
1680 int arm_cp_write_ignore(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
1681                         uint64_t value)
1682 {
1683     /* Helper coprocessor write function for write-ignore registers */
1684     return 0;
1685 }
1686
1687 int arm_cp_read_zero(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri, uint64_t *value)
1688 {
1689     /* Helper coprocessor write function for read-as-zero registers */
1690     *value = 0;
1691     return 0;
1692 }
1693
1694 static int bad_mode_switch(CPUARMState *env, int mode)
1695 {
1696     /* Return true if it is not valid for us to switch to
1697      * this CPU mode (ie all the UNPREDICTABLE cases in
1698      * the ARM ARM CPSRWriteByInstr pseudocode).
1699      */
1700     switch (mode) {
1701     case ARM_CPU_MODE_USR:
1702     case ARM_CPU_MODE_SYS:
1703     case ARM_CPU_MODE_SVC:
1704     case ARM_CPU_MODE_ABT:
1705     case ARM_CPU_MODE_UND:
1706     case ARM_CPU_MODE_IRQ:
1707     case ARM_CPU_MODE_FIQ:
1708         return 0;
1709     default:
1710         return 1;
1711     }
1712 }
1713
1714 uint32_t cpsr_read(CPUARMState *env)
1715 {
1716     int ZF;
1717     ZF = (env->ZF == 0);
1718     return env->uncached_cpsr | (env->NF & 0x80000000) | (ZF << 30) |
1719         (env->CF << 29) | ((env->VF & 0x80000000) >> 3) | (env->QF << 27)
1720         | (env->thumb << 5) | ((env->condexec_bits & 3) << 25)
1721         | ((env->condexec_bits & 0xfc) << 8)
1722         | (env->GE << 16);
1723 }
1724
1725 void cpsr_write(CPUARMState *env, uint32_t val, uint32_t mask)
1726 {
1727     if (mask & CPSR_NZCV) {
1728         env->ZF = (~val) & CPSR_Z;
1729         env->NF = val;
1730         env->CF = (val >> 29) & 1;
1731         env->VF = (val << 3) & 0x80000000;
1732     }
1733     if (mask & CPSR_Q)
1734         env->QF = ((val & CPSR_Q) != 0);
1735     if (mask & CPSR_T)
1736         env->thumb = ((val & CPSR_T) != 0);
1737     if (mask & CPSR_IT_0_1) {
1738         env->condexec_bits &= ~3;
1739         env->condexec_bits |= (val >> 25) & 3;
1740     }
1741     if (mask & CPSR_IT_2_7) {
1742         env->condexec_bits &= 3;
1743         env->condexec_bits |= (val >> 8) & 0xfc;
1744     }
1745     if (mask & CPSR_GE) {
1746         env->GE = (val >> 16) & 0xf;
1747     }
1748
1749     if ((env->uncached_cpsr ^ val) & mask & CPSR_M) {
1750         if (bad_mode_switch(env, val & CPSR_M)) {
1751             /* Attempt to switch to an invalid mode: this is UNPREDICTABLE.
1752              * We choose to ignore the attempt and leave the CPSR M field
1753              * untouched.
1754              */
1755             mask &= ~CPSR_M;
1756         } else {
1757             switch_mode(env, val & CPSR_M);
1758         }
1759     }
1760     mask &= ~CACHED_CPSR_BITS;
1761     env->uncached_cpsr = (env->uncached_cpsr & ~mask) | (val & mask);
1762 }
1763
1764 /* Sign/zero extend */
1765 uint32_t HELPER(sxtb16)(uint32_t x)
1766 {
1767     uint32_t res;
1768     res = (uint16_t)(int8_t)x;
1769     res |= (uint32_t)(int8_t)(x >> 16) << 16;
1770     return res;
1771 }
1772
1773 uint32_t HELPER(uxtb16)(uint32_t x)
1774 {
1775     uint32_t res;
1776     res = (uint16_t)(uint8_t)x;
1777     res |= (uint32_t)(uint8_t)(x >> 16) << 16;
1778     return res;
1779 }
1780
1781 uint32_t HELPER(clz)(uint32_t x)
1782 {
1783     return clz32(x);
1784 }
1785
1786 int32_t HELPER(sdiv)(int32_t num, int32_t den)
1787 {
1788     if (den == 0)
1789       return 0;
1790     if (num == INT_MIN && den == -1)
1791       return INT_MIN;
1792     return num / den;
1793 }
1794
1795 uint32_t HELPER(udiv)(uint32_t num, uint32_t den)
1796 {
1797     if (den == 0)
1798       return 0;
1799     return num / den;
1800 }
1801
1802 uint32_t HELPER(rbit)(uint32_t x)
1803 {
1804     x =  ((x & 0xff000000) >> 24)
1805        | ((x & 0x00ff0000) >> 8)
1806        | ((x & 0x0000ff00) << 8)
1807        | ((x & 0x000000ff) << 24);
1808     x =  ((x & 0xf0f0f0f0) >> 4)
1809        | ((x & 0x0f0f0f0f) << 4);
1810     x =  ((x & 0x88888888) >> 3)
1811        | ((x & 0x44444444) >> 1)
1812        | ((x & 0x22222222) << 1)
1813        | ((x & 0x11111111) << 3);
1814     return x;
1815 }
1816
1817 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1818
1819 void arm_cpu_do_interrupt(CPUState *cs)
1820 {
1821     ARMCPU *cpu = ARM_CPU(cs);
1822     CPUARMState *env = &cpu->env;
1823
1824     env->exception_index = -1;
1825 }
1826
1827 int cpu_arm_handle_mmu_fault (CPUARMState *env, target_ulong address, int rw,
1828                               int mmu_idx)
1829 {
1830     if (rw == 2) {
1831         env->exception_index = EXCP_PREFETCH_ABORT;
1832         env->cp15.c6_insn = address;
1833     } else {
1834         env->exception_index = EXCP_DATA_ABORT;
1835         env->cp15.c6_data = address;
1836     }
1837     return 1;
1838 }
1839
1840 /* These should probably raise undefined insn exceptions.  */
1841 void HELPER(v7m_msr)(CPUARMState *env, uint32_t reg, uint32_t val)
1842 {
1843     cpu_abort(env, "v7m_mrs %d\n", reg);
1844 }
1845
1846 uint32_t HELPER(v7m_mrs)(CPUARMState *env, uint32_t reg)
1847 {
1848     cpu_abort(env, "v7m_mrs %d\n", reg);
1849     return 0;
1850 }
1851
1852 void switch_mode(CPUARMState *env, int mode)
1853 {
1854     if (mode != ARM_CPU_MODE_USR)
1855         cpu_abort(env, "Tried to switch out of user mode\n");
1856 }
1857
1858 void HELPER(set_r13_banked)(CPUARMState *env, uint32_t mode, uint32_t val)
1859 {
1860     cpu_abort(env, "banked r13 write\n");
1861 }
1862
1863 uint32_t HELPER(get_r13_banked)(CPUARMState *env, uint32_t mode)
1864 {
1865     cpu_abort(env, "banked r13 read\n");
1866     return 0;
1867 }
1868
1869 #else
1870
1871 /* Map CPU modes onto saved register banks.  */
1872 int bank_number(int mode)
1873 {
1874     switch (mode) {
1875     case ARM_CPU_MODE_USR:
1876     case ARM_CPU_MODE_SYS:
1877         return 0;
1878     case ARM_CPU_MODE_SVC:
1879         return 1;
1880     case ARM_CPU_MODE_ABT:
1881         return 2;
1882     case ARM_CPU_MODE_UND:
1883         return 3;
1884     case ARM_CPU_MODE_IRQ:
1885         return 4;
1886     case ARM_CPU_MODE_FIQ:
1887         return 5;
1888     }
1889     hw_error("bank number requested for bad CPSR mode value 0x%x\n", mode);
1890 }
1891
1892 void switch_mode(CPUARMState *env, int mode)
1893 {
1894     int old_mode;
1895     int i;
1896
1897     old_mode = env->uncached_cpsr & CPSR_M;
1898     if (mode == old_mode)
1899         return;
1900
1901     if (old_mode == ARM_CPU_MODE_FIQ) {
1902         memcpy (env->fiq_regs, env->regs + 8, 5 * sizeof(uint32_t));
1903         memcpy (env->regs + 8, env->usr_regs, 5 * sizeof(uint32_t));
1904     } else if (mode == ARM_CPU_MODE_FIQ) {
1905         memcpy (env->usr_regs, env->regs + 8, 5 * sizeof(uint32_t));
1906         memcpy (env->regs + 8, env->fiq_regs, 5 * sizeof(uint32_t));
1907     }
1908
1909     i = bank_number(old_mode);
1910     env->banked_r13[i] = env->regs[13];
1911     env->banked_r14[i] = env->regs[14];
1912     env->banked_spsr[i] = env->spsr;
1913
1914     i = bank_number(mode);
1915     env->regs[13] = env->banked_r13[i];
1916     env->regs[14] = env->banked_r14[i];
1917     env->spsr = env->banked_spsr[i];
1918 }
1919
1920 static void v7m_push(CPUARMState *env, uint32_t val)
1921 {
1922     env->regs[13] -= 4;
1923     stl_phys(env->regs[13], val);
1924 }
1925
1926 static uint32_t v7m_pop(CPUARMState *env)
1927 {
1928     uint32_t val;
1929     val = ldl_phys(env->regs[13]);
1930     env->regs[13] += 4;
1931     return val;
1932 }
1933
1934 /* Switch to V7M main or process stack pointer.  */
1935 static void switch_v7m_sp(CPUARMState *env, int process)
1936 {
1937     uint32_t tmp;
1938     if (env->v7m.current_sp != process) {
1939         tmp = env->v7m.other_sp;
1940         env->v7m.other_sp = env->regs[13];
1941         env->regs[13] = tmp;
1942         env->v7m.current_sp = process;
1943     }
1944 }
1945
1946 static void do_v7m_exception_exit(CPUARMState *env)
1947 {
1948     uint32_t type;
1949     uint32_t xpsr;
1950
1951     type = env->regs[15];
1952     if (env->v7m.exception != 0)
1953         armv7m_nvic_complete_irq(env->nvic, env->v7m.exception);
1954
1955     /* Switch to the target stack.  */
1956     switch_v7m_sp(env, (type & 4) != 0);
1957     /* Pop registers.  */
1958     env->regs[0] = v7m_pop(env);
1959     env->regs[1] = v7m_pop(env);
1960     env->regs[2] = v7m_pop(env);
1961     env->regs[3] = v7m_pop(env);
1962     env->regs[12] = v7m_pop(env);
1963     env->regs[14] = v7m_pop(env);
1964     env->regs[15] = v7m_pop(env);
1965     xpsr = v7m_pop(env);
1966     xpsr_write(env, xpsr, 0xfffffdff);
1967     /* Undo stack alignment.  */
1968     if (xpsr & 0x200)
1969         env->regs[13] |= 4;
1970     /* ??? The exception return type specifies Thread/Handler mode.  However
1971        this is also implied by the xPSR value. Not sure what to do
1972        if there is a mismatch.  */
1973     /* ??? Likewise for mismatches between the CONTROL register and the stack
1974        pointer.  */
1975 }
1976
1977 void arm_v7m_cpu_do_interrupt(CPUState *cs)
1978 {
1979     ARMCPU *cpu = ARM_CPU(cs);
1980     CPUARMState *env = &cpu->env;
1981     uint32_t xpsr = xpsr_read(env);
1982     uint32_t lr;
1983     uint32_t addr;
1984
1985     lr = 0xfffffff1;
1986     if (env->v7m.current_sp)
1987         lr |= 4;
1988     if (env->v7m.exception == 0)
1989         lr |= 8;
1990
1991     /* For exceptions we just mark as pending on the NVIC, and let that
1992        handle it.  */
1993     /* TODO: Need to escalate if the current priority is higher than the
1994        one we're raising.  */
1995     switch (env->exception_index) {
1996     case EXCP_UDEF:
1997         armv7m_nvic_set_pending(env->nvic, ARMV7M_EXCP_USAGE);
1998         return;
1999     case EXCP_SWI:
2000         /* The PC already points to the next instruction.  */
2001         armv7m_nvic_set_pending(env->nvic, ARMV7M_EXCP_SVC);
2002         return;
2003     case EXCP_PREFETCH_ABORT:
2004     case EXCP_DATA_ABORT:
2005         armv7m_nvic_set_pending(env->nvic, ARMV7M_EXCP_MEM);
2006         return;
2007     case EXCP_BKPT:
2008         if (semihosting_enabled) {
2009             int nr;
2010             nr = arm_lduw_code(env, env->regs[15], env->bswap_code) & 0xff;
2011             if (nr == 0xab) {
2012                 env->regs[15] += 2;
2013                 env->regs[0] = do_arm_semihosting(env);
2014                 return;
2015             }
2016         }
2017         armv7m_nvic_set_pending(env->nvic, ARMV7M_EXCP_DEBUG);
2018         return;
2019     case EXCP_IRQ:
2020         env->v7m.exception = armv7m_nvic_acknowledge_irq(env->nvic);
2021         break;
2022     case EXCP_EXCEPTION_EXIT:
2023         do_v7m_exception_exit(env);
2024         return;
2025     default:
2026         cpu_abort(env, "Unhandled exception 0x%x\n", env->exception_index);
2027         return; /* Never happens.  Keep compiler happy.  */
2028     }
2029
2030     /* Align stack pointer.  */
2031     /* ??? Should only do this if Configuration Control Register
2032        STACKALIGN bit is set.  */
2033     if (env->regs[13] & 4) {
2034         env->regs[13] -= 4;
2035         xpsr |= 0x200;
2036     }
2037     /* Switch to the handler mode.  */
2038     v7m_push(env, xpsr);
2039     v7m_push(env, env->regs[15]);
2040     v7m_push(env, env->regs[14]);
2041     v7m_push(env, env->regs[12]);
2042     v7m_push(env, env->regs[3]);
2043     v7m_push(env, env->regs[2]);
2044     v7m_push(env, env->regs[1]);
2045     v7m_push(env, env->regs[0]);
2046     switch_v7m_sp(env, 0);
2047     /* Clear IT bits */
2048     env->condexec_bits = 0;
2049     env->regs[14] = lr;
2050     addr = ldl_phys(env->v7m.vecbase + env->v7m.exception * 4);
2051     env->regs[15] = addr & 0xfffffffe;
2052     env->thumb = addr & 1;
2053 }
2054
2055 /* Handle a CPU exception.  */
2056 void arm_cpu_do_interrupt(CPUState *cs)
2057 {
2058     ARMCPU *cpu = ARM_CPU(cs);
2059     CPUARMState *env = &cpu->env;
2060     uint32_t addr;
2061     uint32_t mask;
2062     int new_mode;
2063     uint32_t offset;
2064
2065     assert(!IS_M(env));
2066
2067     /* TODO: Vectored interrupt controller.  */
2068     switch (env->exception_index) {
2069     case EXCP_UDEF:
2070         new_mode = ARM_CPU_MODE_UND;
2071         addr = 0x04;
2072         mask = CPSR_I;
2073         if (env->thumb)
2074             offset = 2;
2075         else
2076             offset = 4;
2077         break;
2078     case EXCP_SWI:
2079         if (semihosting_enabled) {
2080             /* Check for semihosting interrupt.  */
2081             if (env->thumb) {
2082                 mask = arm_lduw_code(env, env->regs[15] - 2, env->bswap_code)
2083                     & 0xff;
2084             } else {
2085                 mask = arm_ldl_code(env, env->regs[15] - 4, env->bswap_code)
2086                     & 0xffffff;
2087             }
2088             /* Only intercept calls from privileged modes, to provide some
2089                semblance of security.  */
2090             if (((mask == 0x123456 && !env->thumb)
2091                     || (mask == 0xab && env->thumb))
2092                   && (env->uncached_cpsr & CPSR_M) != ARM_CPU_MODE_USR) {
2093                 env->regs[0] = do_arm_semihosting(env);
2094                 return;
2095             }
2096         }
2097         new_mode = ARM_CPU_MODE_SVC;
2098         addr = 0x08;
2099         mask = CPSR_I;
2100         /* The PC already points to the next instruction.  */
2101         offset = 0;
2102         break;
2103     case EXCP_BKPT:
2104         /* See if this is a semihosting syscall.  */
2105         if (env->thumb && semihosting_enabled) {
2106             mask = arm_lduw_code(env, env->regs[15], env->bswap_code) & 0xff;
2107             if (mask == 0xab
2108                   && (env->uncached_cpsr & CPSR_M) != ARM_CPU_MODE_USR) {
2109                 env->regs[15] += 2;
2110                 env->regs[0] = do_arm_semihosting(env);
2111                 return;
2112             }
2113         }
2114         env->cp15.c5_insn = 2;
2115         /* Fall through to prefetch abort.  */
2116     case EXCP_PREFETCH_ABORT:
2117         new_mode = ARM_CPU_MODE_ABT;
2118         addr = 0x0c;
2119         mask = CPSR_A | CPSR_I;
2120         offset = 4;
2121         break;
2122     case EXCP_DATA_ABORT:
2123         new_mode = ARM_CPU_MODE_ABT;
2124         addr = 0x10;
2125         mask = CPSR_A | CPSR_I;
2126         offset = 8;
2127         break;
2128     case EXCP_IRQ:
2129         new_mode = ARM_CPU_MODE_IRQ;
2130         addr = 0x18;
2131         /* Disable IRQ and imprecise data aborts.  */
2132         mask = CPSR_A | CPSR_I;
2133         offset = 4;
2134         break;
2135     case EXCP_FIQ:
2136         new_mode = ARM_CPU_MODE_FIQ;
2137         addr = 0x1c;
2138         /* Disable FIQ, IRQ and imprecise data aborts.  */
2139         mask = CPSR_A | CPSR_I | CPSR_F;
2140         offset = 4;
2141         break;
2142     default:
2143         cpu_abort(env, "Unhandled exception 0x%x\n", env->exception_index);
2144         return; /* Never happens.  Keep compiler happy.  */
2145     }
2146     /* High vectors.  */
2147     if (env->cp15.c1_sys & (1 << 13)) {
2148         addr += 0xffff0000;
2149     }
2150     switch_mode (env, new_mode);
2151     env->spsr = cpsr_read(env);
2152     /* Clear IT bits.  */
2153     env->condexec_bits = 0;
2154     /* Switch to the new mode, and to the correct instruction set.  */
2155     env->uncached_cpsr = (env->uncached_cpsr & ~CPSR_M) | new_mode;
2156     env->uncached_cpsr |= mask;
2157     /* this is a lie, as the was no c1_sys on V4T/V5, but who cares
2158      * and we should just guard the thumb mode on V4 */
2159     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_V4T)) {
2160         env->thumb = (env->cp15.c1_sys & (1 << 30)) != 0;
2161     }
2162     env->regs[14] = env->regs[15] + offset;
2163     env->regs[15] = addr;
2164     cs->interrupt_request |= CPU_INTERRUPT_EXITTB;
2165 }
2166
2167 /* Check section/page access permissions.
2168    Returns the page protection flags, or zero if the access is not
2169    permitted.  */
2170 static inline int check_ap(CPUARMState *env, int ap, int domain_prot,
2171                            int access_type, int is_user)
2172 {
2173   int prot_ro;
2174
2175   if (domain_prot == 3) {
2176     return PAGE_READ | PAGE_WRITE;
2177   }
2178
2179   if (access_type == 1)
2180       prot_ro = 0;
2181   else
2182       prot_ro = PAGE_READ;
2183
2184   switch (ap) {
2185   case 0:
2186       if (access_type == 1)
2187           return 0;
2188       switch ((env->cp15.c1_sys >> 8) & 3) {
2189       case 1:
2190           return is_user ? 0 : PAGE_READ;
2191       case 2:
2192           return PAGE_READ;
2193       default:
2194           return 0;
2195       }
2196   case 1:
2197       return is_user ? 0 : PAGE_READ | PAGE_WRITE;
2198   case 2:
2199       if (is_user)
2200           return prot_ro;
2201       else
2202           return PAGE_READ | PAGE_WRITE;
2203   case 3:
2204       return PAGE_READ | PAGE_WRITE;
2205   case 4: /* Reserved.  */
2206       return 0;
2207   case 5:
2208       return is_user ? 0 : prot_ro;
2209   case 6:
2210       return prot_ro;
2211   case 7:
2212       if (!arm_feature (env, ARM_FEATURE_V6K))
2213           return 0;
2214       return prot_ro;
2215   default:
2216       abort();
2217   }
2218 }
2219
2220 static uint32_t get_level1_table_address(CPUARMState *env, uint32_t address)
2221 {
2222     uint32_t table;
2223
2224     if (address & env->cp15.c2_mask)
2225         table = env->cp15.c2_base1 & 0xffffc000;
2226     else
2227         table = env->cp15.c2_base0 & env->cp15.c2_base_mask;
2228
2229     table |= (address >> 18) & 0x3ffc;
2230     return table;
2231 }
2232
2233 static int get_phys_addr_v5(CPUARMState *env, uint32_t address, int access_type,
2234                             int is_user, hwaddr *phys_ptr,
2235                             int *prot, target_ulong *page_size)
2236 {
2237     int code;
2238     uint32_t table;
2239     uint32_t desc;
2240     int type;
2241     int ap;
2242     int domain;
2243     int domain_prot;
2244     hwaddr phys_addr;
2245
2246     /* Pagetable walk.  */
2247     /* Lookup l1 descriptor.  */
2248     table = get_level1_table_address(env, address);
2249     desc = ldl_phys(table);
2250     type = (desc & 3);
2251     domain = (desc >> 5) & 0x0f;
2252     domain_prot = (env->cp15.c3 >> (domain * 2)) & 3;
2253     if (type == 0) {
2254         /* Section translation fault.  */
2255         code = 5;
2256         goto do_fault;
2257     }
2258     if (domain_prot == 0 || domain_prot == 2) {
2259         if (type == 2)
2260             code = 9; /* Section domain fault.  */
2261         else
2262             code = 11; /* Page domain fault.  */
2263         goto do_fault;
2264     }
2265     if (type == 2) {
2266         /* 1Mb section.  */
2267         phys_addr = (desc & 0xfff00000) | (address & 0x000fffff);
2268         ap = (desc >> 10) & 3;
2269         code = 13;
2270         *page_size = 1024 * 1024;
2271     } else {
2272         /* Lookup l2 entry.  */
2273         if (type == 1) {
2274             /* Coarse pagetable.  */
2275             table = (desc & 0xfffffc00) | ((address >> 10) & 0x3fc);
2276         } else {
2277             /* Fine pagetable.  */
2278             table = (desc & 0xfffff000) | ((address >> 8) & 0xffc);
2279         }
2280         desc = ldl_phys(table);
2281         switch (desc & 3) {
2282         case 0: /* Page translation fault.  */
2283             code = 7;
2284             goto do_fault;
2285         case 1: /* 64k page.  */
2286             phys_addr = (desc & 0xffff0000) | (address & 0xffff);
2287             ap = (desc >> (4 + ((address >> 13) & 6))) & 3;
2288             *page_size = 0x10000;
2289             break;
2290         case 2: /* 4k page.  */
2291             phys_addr = (desc & 0xfffff000) | (address & 0xfff);
2292             ap = (desc >> (4 + ((address >> 13) & 6))) & 3;
2293             *page_size = 0x1000;
2294             break;
2295         case 3: /* 1k page.  */
2296             if (type == 1) {
2297                 if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_XSCALE)) {
2298                     phys_addr = (desc & 0xfffff000) | (address & 0xfff);
2299                 } else {
2300                     /* Page translation fault.  */
2301                     code = 7;
2302                     goto do_fault;
2303                 }
2304             } else {
2305                 phys_addr = (desc & 0xfffffc00) | (address & 0x3ff);
2306             }
2307             ap = (desc >> 4) & 3;
2308             *page_size = 0x400;
2309             break;
2310         default:
2311             /* Never happens, but compiler isn't smart enough to tell.  */
2312             abort();
2313         }
2314         code = 15;
2315     }
2316     *prot = check_ap(env, ap, domain_prot, access_type, is_user);
2317     if (!*prot) {
2318         /* Access permission fault.  */
2319         goto do_fault;
2320     }
2321     *prot |= PAGE_EXEC;
2322     *phys_ptr = phys_addr;
2323     return 0;
2324 do_fault:
2325     return code | (domain << 4);
2326 }
2327
2328 static int get_phys_addr_v6(CPUARMState *env, uint32_t address, int access_type,
2329                             int is_user, hwaddr *phys_ptr,
2330                             int *prot, target_ulong *page_size)
2331 {
2332     int code;
2333     uint32_t table;
2334     uint32_t desc;
2335     uint32_t xn;
2336     uint32_t pxn = 0;
2337     int type;
2338     int ap;
2339     int domain = 0;
2340     int domain_prot;
2341     hwaddr phys_addr;
2342
2343     /* Pagetable walk.  */
2344     /* Lookup l1 descriptor.  */
2345     table = get_level1_table_address(env, address);
2346     desc = ldl_phys(table);
2347     type = (desc & 3);
2348     if (type == 0 || (type == 3 && !arm_feature(env, ARM_FEATURE_PXN))) {
2349         /* Section translation fault, or attempt to use the encoding
2350          * which is Reserved on implementations without PXN.
2351          */
2352         code = 5;
2353         goto do_fault;
2354     }
2355     if ((type == 1) || !(desc & (1 << 18))) {
2356         /* Page or Section.  */
2357         domain = (desc >> 5) & 0x0f;
2358     }
2359     domain_prot = (env->cp15.c3 >> (domain * 2)) & 3;
2360     if (domain_prot == 0 || domain_prot == 2) {
2361         if (type != 1) {
2362             code = 9; /* Section domain fault.  */
2363         } else {
2364             code = 11; /* Page domain fault.  */
2365         }
2366         goto do_fault;
2367     }
2368     if (type != 1) {
2369         if (desc & (1 << 18)) {
2370             /* Supersection.  */
2371             phys_addr = (desc & 0xff000000) | (address & 0x00ffffff);
2372             *page_size = 0x1000000;
2373         } else {
2374             /* Section.  */
2375             phys_addr = (desc & 0xfff00000) | (address & 0x000fffff);
2376             *page_size = 0x100000;
2377         }
2378         ap = ((desc >> 10) & 3) | ((desc >> 13) & 4);
2379         xn = desc & (1 << 4);
2380         pxn = desc & 1;
2381         code = 13;
2382     } else {
2383         if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_PXN)) {
2384             pxn = (desc >> 2) & 1;
2385         }
2386         /* Lookup l2 entry.  */
2387         table = (desc & 0xfffffc00) | ((address >> 10) & 0x3fc);
2388         desc = ldl_phys(table);
2389         ap = ((desc >> 4) & 3) | ((desc >> 7) & 4);
2390         switch (desc & 3) {
2391         case 0: /* Page translation fault.  */
2392             code = 7;
2393             goto do_fault;
2394         case 1: /* 64k page.  */
2395             phys_addr = (desc & 0xffff0000) | (address & 0xffff);
2396             xn = desc & (1 << 15);
2397             *page_size = 0x10000;
2398             break;
2399         case 2: case 3: /* 4k page.  */
2400             phys_addr = (desc & 0xfffff000) | (address & 0xfff);
2401             xn = desc & 1;
2402             *page_size = 0x1000;
2403             break;
2404         default:
2405             /* Never happens, but compiler isn't smart enough to tell.  */
2406             abort();
2407         }
2408         code = 15;
2409     }
2410     if (domain_prot == 3) {
2411         *prot = PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC;
2412     } else {
2413         if (pxn && !is_user) {
2414             xn = 1;
2415         }
2416         if (xn && access_type == 2)
2417             goto do_fault;
2418
2419         /* The simplified model uses AP[0] as an access control bit.  */
2420         if ((env->cp15.c1_sys & (1 << 29)) && (ap & 1) == 0) {
2421             /* Access flag fault.  */
2422             code = (code == 15) ? 6 : 3;
2423             goto do_fault;
2424         }
2425         *prot = check_ap(env, ap, domain_prot, access_type, is_user);
2426         if (!*prot) {
2427             /* Access permission fault.  */
2428             goto do_fault;
2429         }
2430         if (!xn) {
2431             *prot |= PAGE_EXEC;
2432         }
2433     }
2434     *phys_ptr = phys_addr;
2435     return 0;
2436 do_fault:
2437     return code | (domain << 4);
2438 }
2439
2440 /* Fault type for long-descriptor MMU fault reporting; this corresponds
2441  * to bits [5..2] in the STATUS field in long-format DFSR/IFSR.
2442  */
2443 typedef enum {
2444     translation_fault = 1,
2445     access_fault = 2,
2446     permission_fault = 3,
2447 } MMUFaultType;
2448
2449 static int get_phys_addr_lpae(CPUARMState *env, uint32_t address,
2450                               int access_type, int is_user,
2451                               hwaddr *phys_ptr, int *prot,
2452                               target_ulong *page_size_ptr)
2453 {
2454     /* Read an LPAE long-descriptor translation table. */
2455     MMUFaultType fault_type = translation_fault;
2456     uint32_t level = 1;
2457     uint32_t epd;
2458     uint32_t tsz;
2459     uint64_t ttbr;
2460     int ttbr_select;
2461     int n;
2462     hwaddr descaddr;
2463     uint32_t tableattrs;
2464     target_ulong page_size;
2465     uint32_t attrs;
2466
2467     /* Determine whether this address is in the region controlled by
2468      * TTBR0 or TTBR1 (or if it is in neither region and should fault).
2469      * This is a Non-secure PL0/1 stage 1 translation, so controlled by
2470      * TTBCR/TTBR0/TTBR1 in accordance with ARM ARM DDI0406C table B-32:
2471      */
2472     uint32_t t0sz = extract32(env->cp15.c2_control, 0, 3);
2473     uint32_t t1sz = extract32(env->cp15.c2_control, 16, 3);
2474     if (t0sz && !extract32(address, 32 - t0sz, t0sz)) {
2475         /* there is a ttbr0 region and we are in it (high bits all zero) */
2476         ttbr_select = 0;
2477     } else if (t1sz && !extract32(~address, 32 - t1sz, t1sz)) {
2478         /* there is a ttbr1 region and we are in it (high bits all one) */
2479         ttbr_select = 1;
2480     } else if (!t0sz) {
2481         /* ttbr0 region is "everything not in the ttbr1 region" */
2482         ttbr_select = 0;
2483     } else if (!t1sz) {
2484         /* ttbr1 region is "everything not in the ttbr0 region" */
2485         ttbr_select = 1;
2486     } else {
2487         /* in the gap between the two regions, this is a Translation fault */
2488         fault_type = translation_fault;
2489         goto do_fault;
2490     }
2491
2492     /* Note that QEMU ignores shareability and cacheability attributes,
2493      * so we don't need to do anything with the SH, ORGN, IRGN fields
2494      * in the TTBCR.  Similarly, TTBCR:A1 selects whether we get the
2495      * ASID from TTBR0 or TTBR1, but QEMU's TLB doesn't currently
2496      * implement any ASID-like capability so we can ignore it (instead
2497      * we will always flush the TLB any time the ASID is changed).
2498      */
2499     if (ttbr_select == 0) {
2500         ttbr = ((uint64_t)env->cp15.c2_base0_hi << 32) | env->cp15.c2_base0;
2501         epd = extract32(env->cp15.c2_control, 7, 1);
2502         tsz = t0sz;
2503     } else {
2504         ttbr = ((uint64_t)env->cp15.c2_base1_hi << 32) | env->cp15.c2_base1;
2505         epd = extract32(env->cp15.c2_control, 23, 1);
2506         tsz = t1sz;
2507     }
2508
2509     if (epd) {
2510         /* Translation table walk disabled => Translation fault on TLB miss */
2511         goto do_fault;
2512     }
2513
2514     /* If the region is small enough we will skip straight to a 2nd level
2515      * lookup. This affects the number of bits of the address used in
2516      * combination with the TTBR to find the first descriptor. ('n' here
2517      * matches the usage in the ARM ARM sB3.6.6, where bits [39..n] are
2518      * from the TTBR, [n-1..3] from the vaddr, and [2..0] always zero).
2519      */
2520     if (tsz > 1) {
2521         level = 2;
2522         n = 14 - tsz;
2523     } else {
2524         n = 5 - tsz;
2525     }
2526
2527     /* Clear the vaddr bits which aren't part of the within-region address,
2528      * so that we don't have to special case things when calculating the
2529      * first descriptor address.
2530      */
2531     address &= (0xffffffffU >> tsz);
2532
2533     /* Now we can extract the actual base address from the TTBR */
2534     descaddr = extract64(ttbr, 0, 40);
2535     descaddr &= ~((1ULL << n) - 1);
2536
2537     tableattrs = 0;
2538     for (;;) {
2539         uint64_t descriptor;
2540
2541         descaddr |= ((address >> (9 * (4 - level))) & 0xff8);
2542         descriptor = ldq_phys(descaddr);
2543         if (!(descriptor & 1) ||
2544             (!(descriptor & 2) && (level == 3))) {
2545             /* Invalid, or the Reserved level 3 encoding */
2546             goto do_fault;
2547         }
2548         descaddr = descriptor & 0xfffffff000ULL;
2549
2550         if ((descriptor & 2) && (level < 3)) {
2551             /* Table entry. The top five bits are attributes which  may
2552              * propagate down through lower levels of the table (and
2553              * which are all arranged so that 0 means "no effect", so
2554              * we can gather them up by ORing in the bits at each level).
2555              */
2556             tableattrs |= extract64(descriptor, 59, 5);
2557             level++;
2558             continue;
2559         }
2560         /* Block entry at level 1 or 2, or page entry at level 3.
2561          * These are basically the same thing, although the number
2562          * of bits we pull in from the vaddr varies.
2563          */
2564         page_size = (1 << (39 - (9 * level)));
2565         descaddr |= (address & (page_size - 1));
2566         /* Extract attributes from the descriptor and merge with table attrs */
2567         attrs = extract64(descriptor, 2, 10)
2568             | (extract64(descriptor, 52, 12) << 10);
2569         attrs |= extract32(tableattrs, 0, 2) << 11; /* XN, PXN */
2570         attrs |= extract32(tableattrs, 3, 1) << 5; /* APTable[1] => AP[2] */
2571         /* The sense of AP[1] vs APTable[0] is reversed, as APTable[0] == 1
2572          * means "force PL1 access only", which means forcing AP[1] to 0.
2573          */
2574         if (extract32(tableattrs, 2, 1)) {
2575             attrs &= ~(1 << 4);
2576         }
2577         /* Since we're always in the Non-secure state, NSTable is ignored. */
2578         break;
2579     }
2580     /* Here descaddr is the final physical address, and attributes
2581      * are all in attrs.
2582      */
2583     fault_type = access_fault;
2584     if ((attrs & (1 << 8)) == 0) {
2585         /* Access flag */
2586         goto do_fault;
2587     }
2588     fault_type = permission_fault;
2589     if (is_user && !(attrs & (1 << 4))) {
2590         /* Unprivileged access not enabled */
2591         goto do_fault;
2592     }
2593     *prot = PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC;
2594     if (attrs & (1 << 12) || (!is_user && (attrs & (1 << 11)))) {
2595         /* XN or PXN */
2596         if (access_type == 2) {
2597             goto do_fault;
2598         }
2599         *prot &= ~PAGE_EXEC;
2600     }
2601     if (attrs & (1 << 5)) {
2602         /* Write access forbidden */
2603         if (access_type == 1) {
2604             goto do_fault;
2605         }
2606         *prot &= ~PAGE_WRITE;
2607     }
2608
2609     *phys_ptr = descaddr;
2610     *page_size_ptr = page_size;
2611     return 0;
2612
2613 do_fault:
2614     /* Long-descriptor format IFSR/DFSR value */
2615     return (1 << 9) | (fault_type << 2) | level;
2616 }
2617
2618 static int get_phys_addr_mpu(CPUARMState *env, uint32_t address,
2619                              int access_type, int is_user,
2620                              hwaddr *phys_ptr, int *prot)
2621 {
2622     int n;
2623     uint32_t mask;
2624     uint32_t base;
2625
2626     *phys_ptr = address;
2627     for (n = 7; n >= 0; n--) {
2628         base = env->cp15.c6_region[n];
2629         if ((base & 1) == 0)
2630             continue;
2631         mask = 1 << ((base >> 1) & 0x1f);
2632         /* Keep this shift separate from the above to avoid an
2633            (undefined) << 32.  */
2634         mask = (mask << 1) - 1;
2635         if (((base ^ address) & ~mask) == 0)
2636             break;
2637     }
2638     if (n < 0)
2639         return 2;
2640
2641     if (access_type == 2) {
2642         mask = env->cp15.c5_insn;
2643     } else {
2644         mask = env->cp15.c5_data;
2645     }
2646     mask = (mask >> (n * 4)) & 0xf;
2647     switch (mask) {
2648     case 0:
2649         return 1;
2650     case 1:
2651         if (is_user)
2652           return 1;
2653         *prot = PAGE_READ | PAGE_WRITE;
2654         break;
2655     case 2:
2656         *prot = PAGE_READ;
2657         if (!is_user)
2658             *prot |= PAGE_WRITE;
2659         break;
2660     case 3:
2661         *prot = PAGE_READ | PAGE_WRITE;
2662         break;
2663     case 5:
2664         if (is_user)
2665             return 1;
2666         *prot = PAGE_READ;
2667         break;
2668     case 6:
2669         *prot = PAGE_READ;
2670         break;
2671     default:
2672         /* Bad permission.  */
2673         return 1;
2674     }
2675     *prot |= PAGE_EXEC;
2676     return 0;
2677 }
2678
2679 /* get_phys_addr - get the physical address for this virtual address
2680  *
2681  * Find the physical address corresponding to the given virtual address,
2682  * by doing a translation table walk on MMU based systems or using the
2683  * MPU state on MPU based systems.
2684  *
2685  * Returns 0 if the translation was successful. Otherwise, phys_ptr,
2686  * prot and page_size are not filled in, and the return value provides
2687  * information on why the translation aborted, in the format of a
2688  * DFSR/IFSR fault register, with the following caveats:
2689  *  * we honour the short vs long DFSR format differences.
2690  *  * the WnR bit is never set (the caller must do this).
2691  *  * for MPU based systems we don't bother to return a full FSR format
2692  *    value.
2693  *
2694  * @env: CPUARMState
2695  * @address: virtual address to get physical address for
2696  * @access_type: 0 for read, 1 for write, 2 for execute
2697  * @is_user: 0 for privileged access, 1 for user
2698  * @phys_ptr: set to the physical address corresponding to the virtual address
2699  * @prot: set to the permissions for the page containing phys_ptr
2700  * @page_size: set to the size of the page containing phys_ptr
2701  */
2702 static inline int get_phys_addr(CPUARMState *env, uint32_t address,
2703                                 int access_type, int is_user,
2704                                 hwaddr *phys_ptr, int *prot,
2705                                 target_ulong *page_size)
2706 {
2707     /* Fast Context Switch Extension.  */
2708     if (address < 0x02000000)
2709         address += env->cp15.c13_fcse;
2710
2711     if ((env->cp15.c1_sys & 1) == 0) {
2712         /* MMU/MPU disabled.  */
2713         *phys_ptr = address;
2714         *prot = PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC;
2715         *page_size = TARGET_PAGE_SIZE;
2716         return 0;
2717     } else if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_MPU)) {
2718         *page_size = TARGET_PAGE_SIZE;
2719         return get_phys_addr_mpu(env, address, access_type, is_user, phys_ptr,
2720                                  prot);
2721     } else if (extended_addresses_enabled(env)) {
2722         return get_phys_addr_lpae(env, address, access_type, is_user, phys_ptr,
2723                                   prot, page_size);
2724     } else if (env->cp15.c1_sys & (1 << 23)) {
2725         return get_phys_addr_v6(env, address, access_type, is_user, phys_ptr,
2726                                 prot, page_size);
2727     } else {
2728         return get_phys_addr_v5(env, address, access_type, is_user, phys_ptr,
2729                                 prot, page_size);
2730     }
2731 }
2732
2733 int cpu_arm_handle_mmu_fault (CPUARMState *env, target_ulong address,
2734                               int access_type, int mmu_idx)
2735 {
2736     hwaddr phys_addr;
2737     target_ulong page_size;
2738     int prot;
2739     int ret, is_user;
2740
2741     is_user = mmu_idx == MMU_USER_IDX;
2742     ret = get_phys_addr(env, address, access_type, is_user, &phys_addr, &prot,
2743                         &page_size);
2744     if (ret == 0) {
2745         /* Map a single [sub]page.  */
2746         phys_addr &= ~(hwaddr)0x3ff;
2747         address &= ~(uint32_t)0x3ff;
2748         tlb_set_page (env, address, phys_addr, prot, mmu_idx, page_size);
2749         return 0;
2750     }
2751
2752     if (access_type == 2) {
2753         env->cp15.c5_insn = ret;
2754         env->cp15.c6_insn = address;
2755         env->exception_index = EXCP_PREFETCH_ABORT;
2756     } else {
2757         env->cp15.c5_data = ret;
2758         if (access_type == 1 && arm_feature(env, ARM_FEATURE_V6))
2759             env->cp15.c5_data |= (1 << 11);
2760         env->cp15.c6_data = address;
2761         env->exception_index = EXCP_DATA_ABORT;
2762     }
2763     return 1;
2764 }
2765
2766 hwaddr arm_cpu_get_phys_page_debug(CPUState *cs, vaddr addr)
2767 {
2768     ARMCPU *cpu = ARM_CPU(cs);
2769     hwaddr phys_addr;
2770     target_ulong page_size;
2771     int prot;
2772     int ret;
2773
2774     ret = get_phys_addr(&cpu->env, addr, 0, 0, &phys_addr, &prot, &page_size);
2775
2776     if (ret != 0) {
2777         return -1;
2778     }
2779
2780     return phys_addr;
2781 }
2782
2783 void HELPER(set_r13_banked)(CPUARMState *env, uint32_t mode, uint32_t val)
2784 {
2785     if ((env->uncached_cpsr & CPSR_M) == mode) {
2786         env->regs[13] = val;
2787     } else {
2788         env->banked_r13[bank_number(mode)] = val;
2789     }
2790 }
2791
2792 uint32_t HELPER(get_r13_banked)(CPUARMState *env, uint32_t mode)
2793 {
2794     if ((env->uncached_cpsr & CPSR_M) == mode) {
2795         return env->regs[13];
2796     } else {
2797         return env->banked_r13[bank_number(mode)];
2798     }
2799 }
2800
2801 uint32_t HELPER(v7m_mrs)(CPUARMState *env, uint32_t reg)
2802 {
2803     switch (reg) {
2804     case 0: /* APSR */
2805         return xpsr_read(env) & 0xf8000000;
2806     case 1: /* IAPSR */
2807         return xpsr_read(env) & 0xf80001ff;
2808     case 2: /* EAPSR */
2809         return xpsr_read(env) & 0xff00fc00;
2810     case 3: /* xPSR */
2811         return xpsr_read(env) & 0xff00fdff;
2812     case 5: /* IPSR */
2813         return xpsr_read(env) & 0x000001ff;
2814     case 6: /* EPSR */
2815         return xpsr_read(env) & 0x0700fc00;
2816     case 7: /* IEPSR */
2817         return xpsr_read(env) & 0x0700edff;
2818     case 8: /* MSP */
2819         return env->v7m.current_sp ? env->v7m.other_sp : env->regs[13];
2820     case 9: /* PSP */
2821         return env->v7m.current_sp ? env->regs[13] : env->v7m.other_sp;
2822     case 16: /* PRIMASK */
2823         return (env->uncached_cpsr & CPSR_I) != 0;
2824     case 17: /* BASEPRI */
2825     case 18: /* BASEPRI_MAX */
2826         return env->v7m.basepri;
2827     case 19: /* FAULTMASK */
2828         return (env->uncached_cpsr & CPSR_F) != 0;
2829     case 20: /* CONTROL */
2830         return env->v7m.control;
2831     default:
2832         /* ??? For debugging only.  */
2833         cpu_abort(env, "Unimplemented system register read (%d)\n", reg);
2834         return 0;
2835     }
2836 }
2837
2838 void HELPER(v7m_msr)(CPUARMState *env, uint32_t reg, uint32_t val)
2839 {
2840     switch (reg) {
2841     case 0: /* APSR */
2842         xpsr_write(env, val, 0xf8000000);
2843         break;
2844     case 1: /* IAPSR */
2845         xpsr_write(env, val, 0xf8000000);
2846         break;
2847     case 2: /* EAPSR */
2848         xpsr_write(env, val, 0xfe00fc00);
2849         break;
2850     case 3: /* xPSR */
2851         xpsr_write(env, val, 0xfe00fc00);
2852         break;
2853     case 5: /* IPSR */
2854         /* IPSR bits are readonly.  */
2855         break;
2856     case 6: /* EPSR */
2857         xpsr_write(env, val, 0x0600fc00);
2858         break;
2859     case 7: /* IEPSR */
2860         xpsr_write(env, val, 0x0600fc00);
2861         break;
2862     case 8: /* MSP */
2863         if (env->v7m.current_sp)
2864             env->v7m.other_sp = val;
2865         else
2866             env->regs[13] = val;
2867         break;
2868     case 9: /* PSP */
2869         if (env->v7m.current_sp)
2870             env->regs[13] = val;
2871         else
2872             env->v7m.other_sp = val;
2873         break;
2874     case 16: /* PRIMASK */
2875         if (val & 1)
2876             env->uncached_cpsr |= CPSR_I;
2877         else
2878             env->uncached_cpsr &= ~CPSR_I;
2879         break;
2880     case 17: /* BASEPRI */
2881         env->v7m.basepri = val & 0xff;
2882         break;
2883     case 18: /* BASEPRI_MAX */
2884         val &= 0xff;
2885         if (val != 0 && (val < env->v7m.basepri || env->v7m.basepri == 0))
2886             env->v7m.basepri = val;
2887         break;
2888     case 19: /* FAULTMASK */
2889         if (val & 1)
2890             env->uncached_cpsr |= CPSR_F;
2891         else
2892             env->uncached_cpsr &= ~CPSR_F;
2893         break;
2894     case 20: /* CONTROL */
2895         env->v7m.control = val & 3;
2896         switch_v7m_sp(env, (val & 2) != 0);
2897         break;
2898     default:
2899         /* ??? For debugging only.  */
2900         cpu_abort(env, "Unimplemented system register write (%d)\n", reg);
2901         return;
2902     }
2903 }
2904
2905 #endif
2906
2907 /* Note that signed overflow is undefined in C.  The following routines are
2908    careful to use unsigned types where modulo arithmetic is required.
2909    Failure to do so _will_ break on newer gcc.  */
2910
2911 /* Signed saturating arithmetic.  */
2912
2913 /* Perform 16-bit signed saturating addition.  */
2914 static inline uint16_t add16_sat(uint16_t a, uint16_t b)
2915 {
2916     uint16_t res;
2917
2918     res = a + b;
2919     if (((res ^ a) & 0x8000) && !((a ^ b) & 0x8000)) {
2920         if (a & 0x8000)
2921             res = 0x8000;
2922         else
2923             res = 0x7fff;
2924     }
2925     return res;
2926 }
2927
2928 /* Perform 8-bit signed saturating addition.  */
2929 static inline uint8_t add8_sat(uint8_t a, uint8_t b)
2930 {
2931     uint8_t res;
2932
2933     res = a + b;
2934     if (((res ^ a) & 0x80) && !((a ^ b) & 0x80)) {
2935         if (a & 0x80)
2936             res = 0x80;
2937         else
2938             res = 0x7f;
2939     }
2940     return res;
2941 }
2942
2943 /* Perform 16-bit signed saturating subtraction.  */
2944 static inline uint16_t sub16_sat(uint16_t a, uint16_t b)
2945 {
2946     uint16_t res;
2947
2948     res = a - b;
2949     if (((res ^ a) & 0x8000) && ((a ^ b) & 0x8000)) {
2950         if (a & 0x8000)
2951             res = 0x8000;
2952         else
2953             res = 0x7fff;
2954     }
2955     return res;
2956 }
2957
2958 /* Perform 8-bit signed saturating subtraction.  */
2959 static inline uint8_t sub8_sat(uint8_t a, uint8_t b)
2960 {
2961     uint8_t res;
2962
2963     res = a - b;
2964     if (((res ^ a) & 0x80) && ((a ^ b) & 0x80)) {
2965         if (a & 0x80)
2966             res = 0x80;
2967         else
2968             res = 0x7f;
2969     }
2970     return res;
2971 }
2972
2973 #define ADD16(a, b, n) RESULT(add16_sat(a, b), n, 16);
2974 #define SUB16(a, b, n) RESULT(sub16_sat(a, b), n, 16);
2975 #define ADD8(a, b, n)  RESULT(add8_sat(a, b), n, 8);
2976 #define SUB8(a, b, n)  RESULT(sub8_sat(a, b), n, 8);
2977 #define PFX q
2978
2979 #include "op_addsub.h"
2980
2981 /* Unsigned saturating arithmetic.  */
2982 static inline uint16_t add16_usat(uint16_t a, uint16_t b)
2983 {
2984     uint16_t res;
2985     res = a + b;
2986     if (res < a)
2987         res = 0xffff;
2988     return res;
2989 }
2990
2991 static inline uint16_t sub16_usat(uint16_t a, uint16_t b)
2992 {
2993     if (a > b)
2994         return a - b;
2995     else
2996         return 0;
2997 }
2998
2999 static inline uint8_t add8_usat(uint8_t a, uint8_t b)
3000 {
3001     uint8_t res;
3002     res = a + b;
3003     if (res < a)
3004         res = 0xff;
3005     return res;
3006 }
3007
3008 static inline uint8_t sub8_usat(uint8_t a, uint8_t b)
3009 {
3010     if (a > b)
3011         return a - b;
3012     else
3013         return 0;
3014 }
3015
3016 #define ADD16(a, b, n) RESULT(add16_usat(a, b), n, 16);
3017 #define SUB16(a, b, n) RESULT(sub16_usat(a, b), n, 16);
3018 #define ADD8(a, b, n)  RESULT(add8_usat(a, b), n, 8);
3019 #define SUB8(a, b, n)  RESULT(sub8_usat(a, b), n, 8);
3020 #define PFX uq
3021
3022 #include "op_addsub.h"
3023
3024 /* Signed modulo arithmetic.  */
3025 #define SARITH16(a, b, n, op) do { \
3026     int32_t sum; \
3027     sum = (int32_t)(int16_t)(a) op (int32_t)(int16_t)(b); \
3028     RESULT(sum, n, 16); \
3029     if (sum >= 0) \
3030         ge |= 3 << (n * 2); \
3031     } while(0)
3032
3033 #define SARITH8(a, b, n, op) do { \
3034     int32_t sum; \
3035     sum = (int32_t)(int8_t)(a) op (int32_t)(int8_t)(b); \
3036     RESULT(sum, n, 8); \
3037     if (sum >= 0) \
3038         ge |= 1 << n; \
3039     } while(0)
3040
3041
3042 #define ADD16(a, b, n) SARITH16(a, b, n, +)
3043 #define SUB16(a, b, n) SARITH16(a, b, n, -)
3044 #define ADD8(a, b, n)  SARITH8(a, b, n, +)
3045 #define SUB8(a, b, n)  SARITH8(a, b, n, -)
3046 #define PFX s
3047 #define ARITH_GE
3048
3049 #include "op_addsub.h"
3050
3051 /* Unsigned modulo arithmetic.  */
3052 #define ADD16(a, b, n) do { \
3053     uint32_t sum; \
3054     sum = (uint32_t)(uint16_t)(a) + (uint32_t)(uint16_t)(b); \
3055     RESULT(sum, n, 16); \
3056     if ((sum >> 16) == 1) \
3057         ge |= 3 << (n * 2); \
3058     } while(0)
3059
3060 #define ADD8(a, b, n) do { \
3061     uint32_t sum; \
3062     sum = (uint32_t)(uint8_t)(a) + (uint32_t)(uint8_t)(b); \
3063     RESULT(sum, n, 8); \
3064     if ((sum >> 8) == 1) \
3065         ge |= 1 << n; \
3066     } while(0)
3067
3068 #define SUB16(a, b, n) do { \
3069     uint32_t sum; \
3070     sum = (uint32_t)(uint16_t)(a) - (uint32_t)(uint16_t)(b); \
3071     RESULT(sum, n, 16); \
3072     if ((sum >> 16) == 0) \
3073         ge |= 3 << (n * 2); \
3074     } while(0)
3075
3076 #define SUB8(a, b, n) do { \
3077     uint32_t sum; \
3078     sum = (uint32_t)(uint8_t)(a) - (uint32_t)(uint8_t)(b); \
3079     RESULT(sum, n, 8); \
3080     if ((sum >> 8) == 0) \
3081         ge |= 1 << n; \
3082     } while(0)
3083
3084 #define PFX u
3085 #define ARITH_GE
3086
3087 #include "op_addsub.h"
3088
3089 /* Halved signed arithmetic.  */
3090 #define ADD16(a, b, n) \
3091   RESULT(((int32_t)(int16_t)(a) + (int32_t)(int16_t)(b)) >> 1, n, 16)
3092 #define SUB16(a, b, n) \
3093   RESULT(((int32_t)(int16_t)(a) - (int32_t)(int16_t)(b)) >> 1, n, 16)
3094 #define ADD8(a, b, n) \
3095   RESULT(((int32_t)(int8_t)(a) + (int32_t)(int8_t)(b)) >> 1, n, 8)
3096 #define SUB8(a, b, n) \
3097   RESULT(((int32_t)(int8_t)(a) - (int32_t)(int8_t)(b)) >> 1, n, 8)
3098 #define PFX sh
3099
3100 #include "op_addsub.h"
3101
3102 /* Halved unsigned arithmetic.  */
3103 #define ADD16(a, b, n) \
3104   RESULT(((uint32_t)(uint16_t)(a) + (uint32_t)(uint16_t)(b)) >> 1, n, 16)
3105 #define SUB16(a, b, n) \
3106   RESULT(((uint32_t)(uint16_t)(a) - (uint32_t)(uint16_t)(b)) >> 1, n, 16)
3107 #define ADD8(a, b, n) \
3108   RESULT(((uint32_t)(uint8_t)(a) + (uint32_t)(uint8_t)(b)) >> 1, n, 8)
3109 #define SUB8(a, b, n) \
3110   RESULT(((uint32_t)(uint8_t)(a) - (uint32_t)(uint8_t)(b)) >> 1, n, 8)
3111 #define PFX uh
3112
3113 #include "op_addsub.h"
3114
3115 static inline uint8_t do_usad(uint8_t a, uint8_t b)
3116 {
3117     if (a > b)
3118         return a - b;
3119     else
3120         return b - a;
3121 }
3122
3123 /* Unsigned sum of absolute byte differences.  */
3124 uint32_t HELPER(usad8)(uint32_t a, uint32_t b)
3125 {
3126     uint32_t sum;
3127     sum = do_usad(a, b);
3128     sum += do_usad(a >> 8, b >> 8);
3129     sum += do_usad(a >> 16, b >>16);
3130     sum += do_usad(a >> 24, b >> 24);
3131     return sum;
3132 }
3133
3134 /* For ARMv6 SEL instruction.  */
3135 uint32_t HELPER(sel_flags)(uint32_t flags, uint32_t a, uint32_t b)
3136 {
3137     uint32_t mask;
3138
3139     mask = 0;
3140     if (flags & 1)
3141         mask |= 0xff;
3142     if (flags & 2)
3143         mask |= 0xff00;
3144     if (flags & 4)
3145         mask |= 0xff0000;
3146     if (flags & 8)
3147         mask |= 0xff000000;
3148     return (a & mask) | (b & ~mask);
3149 }
3150
3151 /* VFP support.  We follow the convention used for VFP instructions:
3152    Single precision routines have a "s" suffix, double precision a
3153    "d" suffix.  */
3154
3155 /* Convert host exception flags to vfp form.  */
3156 static inline int vfp_exceptbits_from_host(int host_bits)
3157 {
3158     int target_bits = 0;
3159
3160     if (host_bits & float_flag_invalid)
3161         target_bits |= 1;
3162     if (host_bits & float_flag_divbyzero)
3163         target_bits |= 2;
3164     if (host_bits & float_flag_overflow)
3165         target_bits |= 4;
3166     if (host_bits & (float_flag_underflow | float_flag_output_denormal))
3167         target_bits |= 8;
3168     if (host_bits & float_flag_inexact)
3169         target_bits |= 0x10;
3170     if (host_bits & float_flag_input_denormal)
3171         target_bits |= 0x80;
3172     return target_bits;
3173 }
3174
3175 uint32_t HELPER(vfp_get_fpscr)(CPUARMState *env)
3176 {
3177     int i;
3178     uint32_t fpscr;
3179
3180     fpscr = (env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPSCR] & 0xffc8ffff)
3181             | (env->vfp.vec_len << 16)
3182             | (env->vfp.vec_stride << 20);
3183     i = get_float_exception_flags(&env->vfp.fp_status);
3184     i |= get_float_exception_flags(&env->vfp.standard_fp_status);
3185     fpscr |= vfp_exceptbits_from_host(i);
3186     return fpscr;
3187 }
3188
3189 uint32_t vfp_get_fpscr(CPUARMState *env)
3190 {
3191     return HELPER(vfp_get_fpscr)(env);
3192 }
3193
3194 /* Convert vfp exception flags to target form.  */
3195 static inline int vfp_exceptbits_to_host(int target_bits)
3196 {
3197     int host_bits = 0;
3198
3199     if (target_bits & 1)
3200         host_bits |= float_flag_invalid;
3201     if (target_bits & 2)
3202         host_bits |= float_flag_divbyzero;
3203     if (target_bits & 4)
3204         host_bits |= float_flag_overflow;
3205     if (target_bits & 8)
3206         host_bits |= float_flag_underflow;
3207     if (target_bits & 0x10)
3208         host_bits |= float_flag_inexact;
3209     if (target_bits & 0x80)
3210         host_bits |= float_flag_input_denormal;
3211     return host_bits;
3212 }
3213
3214 void HELPER(vfp_set_fpscr)(CPUARMState *env, uint32_t val)
3215 {
3216     int i;
3217     uint32_t changed;
3218
3219     changed = env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPSCR];
3220     env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPSCR] = (val & 0xffc8ffff);
3221     env->vfp.vec_len = (val >> 16) & 7;
3222     env->vfp.vec_stride = (val >> 20) & 3;
3223
3224     changed ^= val;
3225     if (changed & (3 << 22)) {
3226         i = (val >> 22) & 3;
3227         switch (i) {
3228         case 0:
3229             i = float_round_nearest_even;
3230             break;
3231         case 1:
3232             i = float_round_up;
3233             break;
3234         case 2:
3235             i = float_round_down;
3236             break;
3237         case 3:
3238             i = float_round_to_zero;
3239             break;
3240         }
3241         set_float_rounding_mode(i, &env->vfp.fp_status);
3242     }
3243     if (changed & (1 << 24)) {
3244         set_flush_to_zero((val & (1 << 24)) != 0, &env->vfp.fp_status);
3245         set_flush_inputs_to_zero((val & (1 << 24)) != 0, &env->vfp.fp_status);
3246     }
3247     if (changed & (1 << 25))
3248         set_default_nan_mode((val & (1 << 25)) != 0, &env->vfp.fp_status);
3249
3250     i = vfp_exceptbits_to_host(val);
3251     set_float_exception_flags(i, &env->vfp.fp_status);
3252     set_float_exception_flags(0, &env->vfp.standard_fp_status);
3253 }
3254
3255 void vfp_set_fpscr(CPUARMState *env, uint32_t val)
3256 {
3257     HELPER(vfp_set_fpscr)(env, val);
3258 }
3259
3260 #define VFP_HELPER(name, p) HELPER(glue(glue(vfp_,name),p))
3261
3262 #define VFP_BINOP(name) \
3263 float32 VFP_HELPER(name, s)(float32 a, float32 b, void *fpstp) \
3264 { \
3265     float_status *fpst = fpstp; \
3266     return float32_ ## name(a, b, fpst); \
3267 } \
3268 float64 VFP_HELPER(name, d)(float64 a, float64 b, void *fpstp) \
3269 { \
3270     float_status *fpst = fpstp; \
3271     return float64_ ## name(a, b, fpst); \
3272 }
3273 VFP_BINOP(add)
3274 VFP_BINOP(sub)
3275 VFP_BINOP(mul)
3276 VFP_BINOP(div)
3277 #undef VFP_BINOP
3278
3279 float32 VFP_HELPER(neg, s)(float32 a)
3280 {
3281     return float32_chs(a);
3282 }
3283
3284 float64 VFP_HELPER(neg, d)(float64 a)
3285 {
3286     return float64_chs(a);
3287 }
3288
3289 float32 VFP_HELPER(abs, s)(float32 a)
3290 {
3291     return float32_abs(a);
3292 }
3293
3294 float64 VFP_HELPER(abs, d)(float64 a)
3295 {
3296     return float64_abs(a);
3297 }
3298
3299 float32 VFP_HELPER(sqrt, s)(float32 a, CPUARMState *env)
3300 {
3301     return float32_sqrt(a, &env->vfp.fp_status);
3302 }
3303
3304 float64 VFP_HELPER(sqrt, d)(float64 a, CPUARMState *env)
3305 {
3306     return float64_sqrt(a, &env->vfp.fp_status);
3307 }
3308
3309 /* XXX: check quiet/signaling case */
3310 #define DO_VFP_cmp(p, type) \
3311 void VFP_HELPER(cmp, p)(type a, type b, CPUARMState *env)  \
3312 { \
3313     uint32_t flags; \
3314     switch(type ## _compare_quiet(a, b, &env->vfp.fp_status)) { \
3315     case 0: flags = 0x6; break; \
3316     case -1: flags = 0x8; break; \
3317     case 1: flags = 0x2; break; \
3318     default: case 2: flags = 0x3; break; \
3319     } \
3320     env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPSCR] = (flags << 28) \
3321         | (env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPSCR] & 0x0fffffff); \
3322 } \
3323 void VFP_HELPER(cmpe, p)(type a, type b, CPUARMState *env) \
3324 { \
3325     uint32_t flags; \
3326     switch(type ## _compare(a, b, &env->vfp.fp_status)) { \
3327     case 0: flags = 0x6; break; \
3328     case -1: flags = 0x8; break; \
3329     case 1: flags = 0x2; break; \
3330     default: case 2: flags = 0x3; break; \
3331     } \
3332     env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPSCR] = (flags << 28) \
3333         | (env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPSCR] & 0x0fffffff); \
3334 }
3335 DO_VFP_cmp(s, float32)
3336 DO_VFP_cmp(d, float64)
3337 #undef DO_VFP_cmp
3338
3339 /* Integer to float and float to integer conversions */
3340
3341 #define CONV_ITOF(name, fsz, sign) \
3342     float##fsz HELPER(name)(uint32_t x, void *fpstp) \
3343 { \
3344     float_status *fpst = fpstp; \
3345     return sign##int32_to_##float##fsz((sign##int32_t)x, fpst); \
3346 }
3347
3348 #define CONV_FTOI(name, fsz, sign, round) \
3349 uint32_t HELPER(name)(float##fsz x, void *fpstp) \
3350 { \
3351     float_status *fpst = fpstp; \
3352     if (float##fsz##_is_any_nan(x)) { \
3353         float_raise(float_flag_invalid, fpst); \
3354         return 0; \
3355     } \
3356     return float##fsz##_to_##sign##int32##round(x, fpst); \
3357 }
3358
3359 #define FLOAT_CONVS(name, p, fsz, sign) \
3360 CONV_ITOF(vfp_##name##to##p, fsz, sign) \
3361 CONV_FTOI(vfp_to##name##p, fsz, sign, ) \
3362 CONV_FTOI(vfp_to##name##z##p, fsz, sign, _round_to_zero)
3363
3364 FLOAT_CONVS(si, s, 32, )
3365 FLOAT_CONVS(si, d, 64, )
3366 FLOAT_CONVS(ui, s, 32, u)
3367 FLOAT_CONVS(ui, d, 64, u)
3368
3369 #undef CONV_ITOF
3370 #undef CONV_FTOI
3371 #undef FLOAT_CONVS
3372
3373 /* floating point conversion */
3374 float64 VFP_HELPER(fcvtd, s)(float32 x, CPUARMState *env)
3375 {
3376     float64 r = float32_to_float64(x, &env->vfp.fp_status);
3377     /* ARM requires that S<->D conversion of any kind of NaN generates
3378      * a quiet NaN by forcing the most significant frac bit to 1.
3379      */
3380     return float64_maybe_silence_nan(r);
3381 }
3382
3383 float32 VFP_HELPER(fcvts, d)(float64 x, CPUARMState *env)
3384 {
3385     float32 r =  float64_to_float32(x, &env->vfp.fp_status);
3386     /* ARM requires that S<->D conversion of any kind of NaN generates
3387      * a quiet NaN by forcing the most significant frac bit to 1.
3388      */
3389     return float32_maybe_silence_nan(r);
3390 }
3391
3392 /* VFP3 fixed point conversion.  */
3393 #define VFP_CONV_FIX(name, p, fsz, itype, sign) \
3394 float##fsz HELPER(vfp_##name##to##p)(uint##fsz##_t  x, uint32_t shift, \
3395                                     void *fpstp) \
3396 { \
3397     float_status *fpst = fpstp; \
3398     float##fsz tmp; \
3399     tmp = sign##int32_to_##float##fsz((itype##_t)x, fpst); \
3400     return float##fsz##_scalbn(tmp, -(int)shift, fpst); \
3401 } \
3402 uint##fsz##_t HELPER(vfp_to##name##p)(float##fsz x, uint32_t shift, \
3403                                        void *fpstp) \
3404 { \
3405     float_status *fpst = fpstp; \
3406     float##fsz tmp; \
3407     if (float##fsz##_is_any_nan(x)) { \
3408         float_raise(float_flag_invalid, fpst); \
3409         return 0; \
3410     } \
3411     tmp = float##fsz##_scalbn(x, shift, fpst); \
3412     return float##fsz##_to_##itype##_round_to_zero(tmp, fpst); \
3413 }
3414
3415 VFP_CONV_FIX(sh, d, 64, int16, )
3416 VFP_CONV_FIX(sl, d, 64, int32, )
3417 VFP_CONV_FIX(uh, d, 64, uint16, u)
3418 VFP_CONV_FIX(ul, d, 64, uint32, u)
3419 VFP_CONV_FIX(sh, s, 32, int16, )
3420 VFP_CONV_FIX(sl, s, 32, int32, )
3421 VFP_CONV_FIX(uh, s, 32, uint16, u)
3422 VFP_CONV_FIX(ul, s, 32, uint32, u)
3423 #undef VFP_CONV_FIX
3424
3425 /* Half precision conversions.  */
3426 static float32 do_fcvt_f16_to_f32(uint32_t a, CPUARMState *env, float_status *s)
3427 {
3428     int ieee = (env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPSCR] & (1 << 26)) == 0;
3429     float32 r = float16_to_float32(make_float16(a), ieee, s);
3430     if (ieee) {
3431         return float32_maybe_silence_nan(r);
3432     }
3433     return r;
3434 }
3435
3436 static uint32_t do_fcvt_f32_to_f16(float32 a, CPUARMState *env, float_status *s)
3437 {
3438     int ieee = (env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPSCR] & (1 << 26)) == 0;
3439     float16 r = float32_to_float16(a, ieee, s);
3440     if (ieee) {
3441         r = float16_maybe_silence_nan(r);
3442     }
3443     return float16_val(r);
3444 }
3445
3446 float32 HELPER(neon_fcvt_f16_to_f32)(uint32_t a, CPUARMState *env)
3447 {
3448     return do_fcvt_f16_to_f32(a, env, &env->vfp.standard_fp_status);
3449 }
3450
3451 uint32_t HELPER(neon_fcvt_f32_to_f16)(float32 a, CPUARMState *env)
3452 {
3453     return do_fcvt_f32_to_f16(a, env, &env->vfp.standard_fp_status);
3454 }
3455
3456 float32 HELPER(vfp_fcvt_f16_to_f32)(uint32_t a, CPUARMState *env)
3457 {
3458     return do_fcvt_f16_to_f32(a, env, &env->vfp.fp_status);
3459 }
3460
3461 uint32_t HELPER(vfp_fcvt_f32_to_f16)(float32 a, CPUARMState *env)
3462 {
3463     return do_fcvt_f32_to_f16(a, env, &env->vfp.fp_status);
3464 }
3465
3466 #define float32_two make_float32(0x40000000)
3467 #define float32_three make_float32(0x40400000)
3468 #define float32_one_point_five make_float32(0x3fc00000)
3469
3470 float32 HELPER(recps_f32)(float32 a, float32 b, CPUARMState *env)
3471 {
3472     float_status *s = &env->vfp.standard_fp_status;
3473     if ((float32_is_infinity(a) && float32_is_zero_or_denormal(b)) ||
3474         (float32_is_infinity(b) && float32_is_zero_or_denormal(a))) {
3475         if (!(float32_is_zero(a) || float32_is_zero(b))) {
3476             float_raise(float_flag_input_denormal, s);
3477         }
3478         return float32_two;
3479     }
3480     return float32_sub(float32_two, float32_mul(a, b, s), s);
3481 }
3482
3483 float32 HELPER(rsqrts_f32)(float32 a, float32 b, CPUARMState *env)
3484 {
3485     float_status *s = &env->vfp.standard_fp_status;
3486     float32 product;
3487     if ((float32_is_infinity(a) && float32_is_zero_or_denormal(b)) ||
3488         (float32_is_infinity(b) && float32_is_zero_or_denormal(a))) {
3489         if (!(float32_is_zero(a) || float32_is_zero(b))) {
3490             float_raise(float_flag_input_denormal, s);
3491         }
3492         return float32_one_point_five;
3493     }
3494     product = float32_mul(a, b, s);
3495     return float32_div(float32_sub(float32_three, product, s), float32_two, s);
3496 }
3497
3498 /* NEON helpers.  */
3499
3500 /* Constants 256 and 512 are used in some helpers; we avoid relying on
3501  * int->float conversions at run-time.  */
3502 #define float64_256 make_float64(0x4070000000000000LL)
3503 #define float64_512 make_float64(0x4080000000000000LL)
3504
3505 /* The algorithm that must be used to calculate the estimate
3506  * is specified by the ARM ARM.
3507  */
3508 static float64 recip_estimate(float64 a, CPUARMState *env)
3509 {
3510     /* These calculations mustn't set any fp exception flags,
3511      * so we use a local copy of the fp_status.
3512      */
3513     float_status dummy_status = env->vfp.standard_fp_status;
3514     float_status *s = &dummy_status;
3515     /* q = (int)(a * 512.0) */
3516     float64 q = float64_mul(float64_512, a, s);
3517     int64_t q_int = float64_to_int64_round_to_zero(q, s);
3518
3519     /* r = 1.0 / (((double)q + 0.5) / 512.0) */
3520     q = int64_to_float64(q_int, s);
3521     q = float64_add(q, float64_half, s);
3522     q = float64_div(q, float64_512, s);
3523     q = float64_div(float64_one, q, s);
3524
3525     /* s = (int)(256.0 * r + 0.5) */
3526     q = float64_mul(q, float64_256, s);
3527     q = float64_add(q, float64_half, s);
3528     q_int = float64_to_int64_round_to_zero(q, s);
3529
3530     /* return (double)s / 256.0 */
3531     return float64_div(int64_to_float64(q_int, s), float64_256, s);
3532 }
3533
3534 float32 HELPER(recpe_f32)(float32 a, CPUARMState *env)
3535 {
3536     float_status *s = &env->vfp.standard_fp_status;
3537     float64 f64;
3538     uint32_t val32 = float32_val(a);
3539
3540     int result_exp;
3541     int a_exp = (val32  & 0x7f800000) >> 23;
3542     int sign = val32 & 0x80000000;
3543
3544     if (float32_is_any_nan(a)) {
3545         if (float32_is_signaling_nan(a)) {
3546             float_raise(float_flag_invalid, s);
3547         }
3548         return float32_default_nan;
3549     } else if (float32_is_infinity(a)) {
3550         return float32_set_sign(float32_zero, float32_is_neg(a));
3551     } else if (float32_is_zero_or_denormal(a)) {
3552         if (!float32_is_zero(a)) {
3553             float_raise(float_flag_input_denormal, s);
3554         }
3555         float_raise(float_flag_divbyzero, s);
3556         return float32_set_sign(float32_infinity, float32_is_neg(a));
3557     } else if (a_exp >= 253) {
3558         float_raise(float_flag_underflow, s);
3559         return float32_set_sign(float32_zero, float32_is_neg(a));
3560     }
3561
3562     f64 = make_float64((0x3feULL << 52)
3563                        | ((int64_t)(val32 & 0x7fffff) << 29));
3564
3565     result_exp = 253 - a_exp;
3566
3567     f64 = recip_estimate(f64, env);
3568
3569     val32 = sign
3570         | ((result_exp & 0xff) << 23)
3571         | ((float64_val(f64) >> 29) & 0x7fffff);
3572     return make_float32(val32);
3573 }
3574
3575 /* The algorithm that must be used to calculate the estimate
3576  * is specified by the ARM ARM.
3577  */
3578 static float64 recip_sqrt_estimate(float64 a, CPUARMState *env)
3579 {
3580     /* These calculations mustn't set any fp exception flags,
3581      * so we use a local copy of the fp_status.
3582      */
3583     float_status dummy_status = env->vfp.standard_fp_status;
3584     float_status *s = &dummy_status;
3585     float64 q;
3586     int64_t q_int;
3587
3588     if (float64_lt(a, float64_half, s)) {
3589         /* range 0.25 <= a < 0.5 */
3590
3591         /* a in units of 1/512 rounded down */
3592         /* q0 = (int)(a * 512.0);  */
3593         q = float64_mul(float64_512, a, s);
3594         q_int = float64_to_int64_round_to_zero(q, s);
3595
3596         /* reciprocal root r */
3597         /* r = 1.0 / sqrt(((double)q0 + 0.5) / 512.0);  */
3598         q = int64_to_float64(q_int, s);
3599         q = float64_add(q, float64_half, s);
3600         q = float64_div(q, float64_512, s);
3601         q = float64_sqrt(q, s);
3602         q = float64_div(float64_one, q, s);
3603     } else {
3604         /* range 0.5 <= a < 1.0 */
3605
3606         /* a in units of 1/256 rounded down */
3607         /* q1 = (int)(a * 256.0); */
3608         q = float64_mul(float64_256, a, s);
3609         int64_t q_int = float64_to_int64_round_to_zero(q, s);
3610
3611         /* reciprocal root r */
3612         /* r = 1.0 /sqrt(((double)q1 + 0.5) / 256); */
3613         q = int64_to_float64(q_int, s);
3614         q = float64_add(q, float64_half, s);
3615         q = float64_div(q, float64_256, s);
3616         q = float64_sqrt(q, s);
3617         q = float64_div(float64_one, q, s);
3618     }
3619     /* r in units of 1/256 rounded to nearest */
3620     /* s = (int)(256.0 * r + 0.5); */
3621
3622     q = float64_mul(q, float64_256,s );
3623     q = float64_add(q, float64_half, s);
3624     q_int = float64_to_int64_round_to_zero(q, s);
3625
3626     /* return (double)s / 256.0;*/
3627     return float64_div(int64_to_float64(q_int, s), float64_256, s);
3628 }
3629
3630 float32 HELPER(rsqrte_f32)(float32 a, CPUARMState *env)
3631 {
3632     float_status *s = &env->vfp.standard_fp_status;
3633     int result_exp;
3634     float64 f64;
3635     uint32_t val;
3636     uint64_t val64;
3637
3638     val = float32_val(a);
3639
3640     if (float32_is_any_nan(a)) {
3641         if (float32_is_signaling_nan(a)) {
3642             float_raise(float_flag_invalid, s);
3643         }
3644         return float32_default_nan;
3645     } else if (float32_is_zero_or_denormal(a)) {
3646         if (!float32_is_zero(a)) {
3647             float_raise(float_flag_input_denormal, s);
3648         }
3649         float_raise(float_flag_divbyzero, s);
3650         return float32_set_sign(float32_infinity, float32_is_neg(a));
3651     } else if (float32_is_neg(a)) {
3652         float_raise(float_flag_invalid, s);
3653         return float32_default_nan;
3654     } else if (float32_is_infinity(a)) {
3655         return float32_zero;
3656     }
3657
3658     /* Normalize to a double-precision value between 0.25 and 1.0,
3659      * preserving the parity of the exponent.  */
3660     if ((val & 0x800000) == 0) {
3661         f64 = make_float64(((uint64_t)(val & 0x80000000) << 32)
3662                            | (0x3feULL << 52)
3663                            | ((uint64_t)(val & 0x7fffff) << 29));
3664     } else {
3665         f64 = make_float64(((uint64_t)(val & 0x80000000) << 32)
3666                            | (0x3fdULL << 52)
3667                            | ((uint64_t)(val & 0x7fffff) << 29));
3668     }
3669
3670     result_exp = (380 - ((val & 0x7f800000) >> 23)) / 2;
3671
3672     f64 = recip_sqrt_estimate(f64, env);
3673
3674     val64 = float64_val(f64);
3675
3676     val = ((result_exp & 0xff) << 23)
3677         | ((val64 >> 29)  & 0x7fffff);
3678     return make_float32(val);
3679 }
3680
3681 uint32_t HELPER(recpe_u32)(uint32_t a, CPUARMState *env)
3682 {
3683     float64 f64;
3684
3685     if ((a & 0x80000000) == 0) {
3686         return 0xffffffff;
3687     }
3688
3689     f64 = make_float64((0x3feULL << 52)
3690                        | ((int64_t)(a & 0x7fffffff) << 21));
3691
3692     f64 = recip_estimate (f64, env);
3693
3694     return 0x80000000 | ((float64_val(f64) >> 21) & 0x7fffffff);
3695 }
3696
3697 uint32_t HELPER(rsqrte_u32)(uint32_t a, CPUARMState *env)
3698 {
3699     float64 f64;
3700
3701     if ((a & 0xc0000000) == 0) {
3702         return 0xffffffff;
3703     }
3704
3705     if (a & 0x80000000) {
3706         f64 = make_float64((0x3feULL << 52)
3707                            | ((uint64_t)(a & 0x7fffffff) << 21));
3708     } else { /* bits 31-30 == '01' */
3709         f64 = make_float64((0x3fdULL << 52)
3710                            | ((uint64_t)(a & 0x3fffffff) << 22));
3711     }
3712
3713     f64 = recip_sqrt_estimate(f64, env);
3714
3715     return 0x80000000 | ((float64_val(f64) >> 21) & 0x7fffffff);
3716 }
3717
3718 /* VFPv4 fused multiply-accumulate */
3719 float32 VFP_HELPER(muladd, s)(float32 a, float32 b, float32 c, void *fpstp)
3720 {
3721     float_status *fpst = fpstp;
3722     return float32_muladd(a, b, c, 0, fpst);
3723 }
3724
3725 float64 VFP_HELPER(muladd, d)(float64 a, float64 b, float64 c, void *fpstp)
3726 {
3727     float_status *fpst = fpstp;
3728     return float64_muladd(a, b, c, 0, fpst);
3729 }