]> Git Repo - qemu.git/blob - target-sh4/helper.c
Replace assert(0) with abort() or cpu_abort()
[qemu.git] / target-sh4 / helper.c
1 /*
2  *  SH4 emulation
3  *
4  *  Copyright (c) 2005 Samuel Tardieu
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19 #include <stdarg.h>
20 #include <stdlib.h>
21 #include <stdio.h>
22 #include <string.h>
23 #include <inttypes.h>
24 #include <signal.h>
25
26 #include "cpu.h"
27 #include "exec-all.h"
28 #include "hw/sh_intc.h"
29
30 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
31
32 void do_interrupt (CPUState *env)
33 {
34   env->exception_index = -1;
35 }
36
37 int cpu_sh4_handle_mmu_fault(CPUState * env, target_ulong address, int rw,
38                              int mmu_idx, int is_softmmu)
39 {
40     env->tea = address;
41     env->exception_index = -1;
42     switch (rw) {
43     case 0:
44         env->exception_index = 0x0a0;
45         break;
46     case 1:
47         env->exception_index = 0x0c0;
48         break;
49     case 2:
50         env->exception_index = 0x0a0;
51         break;
52     }
53     return 1;
54 }
55
56 int cpu_sh4_is_cached(CPUSH4State * env, target_ulong addr)
57 {
58     /* For user mode, only U0 area is cachable. */
59     return !(addr & 0x80000000);
60 }
61
62 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
63
64 #define MMU_OK                   0
65 #define MMU_ITLB_MISS            (-1)
66 #define MMU_ITLB_MULTIPLE        (-2)
67 #define MMU_ITLB_VIOLATION       (-3)
68 #define MMU_DTLB_MISS_READ       (-4)
69 #define MMU_DTLB_MISS_WRITE      (-5)
70 #define MMU_DTLB_INITIAL_WRITE   (-6)
71 #define MMU_DTLB_VIOLATION_READ  (-7)
72 #define MMU_DTLB_VIOLATION_WRITE (-8)
73 #define MMU_DTLB_MULTIPLE        (-9)
74 #define MMU_DTLB_MISS            (-10)
75 #define MMU_IADDR_ERROR          (-11)
76 #define MMU_DADDR_ERROR_READ     (-12)
77 #define MMU_DADDR_ERROR_WRITE    (-13)
78
79 void do_interrupt(CPUState * env)
80 {
81     int do_irq = env->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_HARD;
82     int do_exp, irq_vector = env->exception_index;
83
84     /* prioritize exceptions over interrupts */
85
86     do_exp = env->exception_index != -1;
87     do_irq = do_irq && (env->exception_index == -1);
88
89     if (env->sr & SR_BL) {
90         if (do_exp && env->exception_index != 0x1e0) {
91             env->exception_index = 0x000; /* masked exception -> reset */
92         }
93         if (do_irq && !env->intr_at_halt) {
94             return; /* masked */
95         }
96         env->intr_at_halt = 0;
97     }
98
99     if (do_irq) {
100         irq_vector = sh_intc_get_pending_vector(env->intc_handle,
101                                                 (env->sr >> 4) & 0xf);
102         if (irq_vector == -1) {
103             return; /* masked */
104         }
105     }
106
107     if (qemu_loglevel_mask(CPU_LOG_INT)) {
108         const char *expname;
109         switch (env->exception_index) {
110         case 0x0e0:
111             expname = "addr_error";
112             break;
113         case 0x040:
114             expname = "tlb_miss";
115             break;
116         case 0x0a0:
117             expname = "tlb_violation";
118             break;
119         case 0x180:
120             expname = "illegal_instruction";
121             break;
122         case 0x1a0:
123             expname = "slot_illegal_instruction";
124             break;
125         case 0x800:
126             expname = "fpu_disable";
127             break;
128         case 0x820:
129             expname = "slot_fpu";
130             break;
131         case 0x100:
132             expname = "data_write";
133             break;
134         case 0x060:
135             expname = "dtlb_miss_write";
136             break;
137         case 0x0c0:
138             expname = "dtlb_violation_write";
139             break;
140         case 0x120:
141             expname = "fpu_exception";
142             break;
143         case 0x080:
144             expname = "initial_page_write";
145             break;
146         case 0x160:
147             expname = "trapa";
148             break;
149         default:
150             expname = do_irq ? "interrupt" : "???";
151             break;
152         }
153         qemu_log("exception 0x%03x [%s] raised\n",
154                   irq_vector, expname);
155         log_cpu_state(env, 0);
156     }
157
158     env->ssr = env->sr;
159     env->spc = env->pc;
160     env->sgr = env->gregs[15];
161     env->sr |= SR_BL | SR_MD | SR_RB;
162
163     if (env->flags & (DELAY_SLOT | DELAY_SLOT_CONDITIONAL)) {
164         /* Branch instruction should be executed again before delay slot. */
165         env->spc -= 2;
166         /* Clear flags for exception/interrupt routine. */
167         env->flags &= ~(DELAY_SLOT | DELAY_SLOT_CONDITIONAL | DELAY_SLOT_TRUE);
168     }
169     if (env->flags & DELAY_SLOT_CLEARME)
170         env->flags = 0;
171
172     if (do_exp) {
173         env->expevt = env->exception_index;
174         switch (env->exception_index) {
175         case 0x000:
176         case 0x020:
177         case 0x140:
178             env->sr &= ~SR_FD;
179             env->sr |= 0xf << 4; /* IMASK */
180             env->pc = 0xa0000000;
181             break;
182         case 0x040:
183         case 0x060:
184             env->pc = env->vbr + 0x400;
185             break;
186         case 0x160:
187             env->spc += 2; /* special case for TRAPA */
188             /* fall through */
189         default:
190             env->pc = env->vbr + 0x100;
191             break;
192         }
193         return;
194     }
195
196     if (do_irq) {
197         env->intevt = irq_vector;
198         env->pc = env->vbr + 0x600;
199         return;
200     }
201 }
202
203 static void update_itlb_use(CPUState * env, int itlbnb)
204 {
205     uint8_t or_mask = 0, and_mask = (uint8_t) - 1;
206
207     switch (itlbnb) {
208     case 0:
209         and_mask = 0x1f;
210         break;
211     case 1:
212         and_mask = 0xe7;
213         or_mask = 0x80;
214         break;
215     case 2:
216         and_mask = 0xfb;
217         or_mask = 0x50;
218         break;
219     case 3:
220         or_mask = 0x2c;
221         break;
222     }
223
224     env->mmucr &= (and_mask << 24) | 0x00ffffff;
225     env->mmucr |= (or_mask << 24);
226 }
227
228 static int itlb_replacement(CPUState * env)
229 {
230     if ((env->mmucr & 0xe0000000) == 0xe0000000)
231         return 0;
232     if ((env->mmucr & 0x98000000) == 0x18000000)
233         return 1;
234     if ((env->mmucr & 0x54000000) == 0x04000000)
235         return 2;
236     if ((env->mmucr & 0x2c000000) == 0x00000000)
237         return 3;
238     cpu_abort(env, "Unhandled itlb_replacement");
239 }
240
241 /* Find the corresponding entry in the right TLB
242    Return entry, MMU_DTLB_MISS or MMU_DTLB_MULTIPLE
243 */
244 static int find_tlb_entry(CPUState * env, target_ulong address,
245                           tlb_t * entries, uint8_t nbtlb, int use_asid)
246 {
247     int match = MMU_DTLB_MISS;
248     uint32_t start, end;
249     uint8_t asid;
250     int i;
251
252     asid = env->pteh & 0xff;
253
254     for (i = 0; i < nbtlb; i++) {
255         if (!entries[i].v)
256             continue;           /* Invalid entry */
257         if (!entries[i].sh && use_asid && entries[i].asid != asid)
258             continue;           /* Bad ASID */
259         start = (entries[i].vpn << 10) & ~(entries[i].size - 1);
260         end = start + entries[i].size - 1;
261         if (address >= start && address <= end) {       /* Match */
262             if (match != MMU_DTLB_MISS)
263                 return MMU_DTLB_MULTIPLE;       /* Multiple match */
264             match = i;
265         }
266     }
267     return match;
268 }
269
270 static void increment_urc(CPUState * env)
271 {
272     uint8_t urb, urc;
273
274     /* Increment URC */
275     urb = ((env->mmucr) >> 18) & 0x3f;
276     urc = ((env->mmucr) >> 10) & 0x3f;
277     urc++;
278     if ((urb > 0 && urc > urb) || urc > (UTLB_SIZE - 1))
279         urc = 0;
280     env->mmucr = (env->mmucr & 0xffff03ff) | (urc << 10);
281 }
282
283 /* Find itlb entry - update itlb from utlb if necessary and asked for
284    Return entry, MMU_ITLB_MISS, MMU_ITLB_MULTIPLE or MMU_DTLB_MULTIPLE
285    Update the itlb from utlb if update is not 0
286 */
287 static int find_itlb_entry(CPUState * env, target_ulong address,
288                            int use_asid, int update)
289 {
290     int e, n;
291
292     e = find_tlb_entry(env, address, env->itlb, ITLB_SIZE, use_asid);
293     if (e == MMU_DTLB_MULTIPLE)
294         e = MMU_ITLB_MULTIPLE;
295     else if (e == MMU_DTLB_MISS && update) {
296         e = find_tlb_entry(env, address, env->utlb, UTLB_SIZE, use_asid);
297         if (e >= 0) {
298             tlb_t * ientry;
299             n = itlb_replacement(env);
300             ientry = &env->itlb[n];
301             if (ientry->v) {
302                 tlb_flush_page(env, ientry->vpn << 10);
303             }
304             *ientry = env->utlb[e];
305             e = n;
306         } else if (e == MMU_DTLB_MISS)
307             e = MMU_ITLB_MISS;
308     } else if (e == MMU_DTLB_MISS)
309         e = MMU_ITLB_MISS;
310     if (e >= 0)
311         update_itlb_use(env, e);
312     return e;
313 }
314
315 /* Find utlb entry
316    Return entry, MMU_DTLB_MISS, MMU_DTLB_MULTIPLE */
317 static int find_utlb_entry(CPUState * env, target_ulong address, int use_asid)
318 {
319     /* per utlb access */
320     increment_urc(env);
321
322     /* Return entry */
323     return find_tlb_entry(env, address, env->utlb, UTLB_SIZE, use_asid);
324 }
325
326 /* Match address against MMU
327    Return MMU_OK, MMU_DTLB_MISS_READ, MMU_DTLB_MISS_WRITE,
328    MMU_DTLB_INITIAL_WRITE, MMU_DTLB_VIOLATION_READ,
329    MMU_DTLB_VIOLATION_WRITE, MMU_ITLB_MISS,
330    MMU_ITLB_MULTIPLE, MMU_ITLB_VIOLATION,
331    MMU_IADDR_ERROR, MMU_DADDR_ERROR_READ, MMU_DADDR_ERROR_WRITE.
332 */
333 static int get_mmu_address(CPUState * env, target_ulong * physical,
334                            int *prot, target_ulong address,
335                            int rw, int access_type)
336 {
337     int use_asid, n;
338     tlb_t *matching = NULL;
339
340     use_asid = (env->mmucr & MMUCR_SV) == 0 || (env->sr & SR_MD) == 0;
341
342     if (rw == 2) {
343         n = find_itlb_entry(env, address, use_asid, 1);
344         if (n >= 0) {
345             matching = &env->itlb[n];
346             if (!(env->sr & SR_MD) && !(matching->pr & 2))
347                 n = MMU_ITLB_VIOLATION;
348             else
349                 *prot = PAGE_EXEC;
350         }
351     } else {
352         n = find_utlb_entry(env, address, use_asid);
353         if (n >= 0) {
354             matching = &env->utlb[n];
355             if (!(env->sr & SR_MD) && !(matching->pr & 2)) {
356                 n = (rw == 1) ? MMU_DTLB_VIOLATION_WRITE :
357                     MMU_DTLB_VIOLATION_READ;
358             } else if ((rw == 1) && !(matching->pr & 1)) {
359                 n = MMU_DTLB_VIOLATION_WRITE;
360             } else if ((rw == 1) & !matching->d) {
361                 n = MMU_DTLB_INITIAL_WRITE;
362             } else {
363                 *prot = PAGE_READ;
364                 if ((matching->pr & 1) && matching->d) {
365                     *prot |= PAGE_WRITE;
366                 }
367             }
368         } else if (n == MMU_DTLB_MISS) {
369             n = (rw == 1) ? MMU_DTLB_MISS_WRITE :
370                 MMU_DTLB_MISS_READ;
371         }
372     }
373     if (n >= 0) {
374         n = MMU_OK;
375         *physical = ((matching->ppn << 10) & ~(matching->size - 1)) |
376             (address & (matching->size - 1));
377     }
378     return n;
379 }
380
381 static int get_physical_address(CPUState * env, target_ulong * physical,
382                                 int *prot, target_ulong address,
383                                 int rw, int access_type)
384 {
385     /* P1, P2 and P4 areas do not use translation */
386     if ((address >= 0x80000000 && address < 0xc0000000) ||
387         address >= 0xe0000000) {
388         if (!(env->sr & SR_MD)
389             && (address < 0xe0000000 || address >= 0xe4000000)) {
390             /* Unauthorized access in user mode (only store queues are available) */
391             fprintf(stderr, "Unauthorized access\n");
392             if (rw == 0)
393                 return MMU_DADDR_ERROR_READ;
394             else if (rw == 1)
395                 return MMU_DADDR_ERROR_WRITE;
396             else
397                 return MMU_IADDR_ERROR;
398         }
399         if (address >= 0x80000000 && address < 0xc0000000) {
400             /* Mask upper 3 bits for P1 and P2 areas */
401             *physical = address & 0x1fffffff;
402         } else {
403             *physical = address;
404         }
405         *prot = PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC;
406         return MMU_OK;
407     }
408
409     /* If MMU is disabled, return the corresponding physical page */
410     if (!env->mmucr & MMUCR_AT) {
411         *physical = address & 0x1FFFFFFF;
412         *prot = PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC;
413         return MMU_OK;
414     }
415
416     /* We need to resort to the MMU */
417     return get_mmu_address(env, physical, prot, address, rw, access_type);
418 }
419
420 int cpu_sh4_handle_mmu_fault(CPUState * env, target_ulong address, int rw,
421                              int mmu_idx, int is_softmmu)
422 {
423     target_ulong physical;
424     int prot, ret, access_type;
425
426     access_type = ACCESS_INT;
427     ret =
428         get_physical_address(env, &physical, &prot, address, rw,
429                              access_type);
430
431     if (ret != MMU_OK) {
432         env->tea = address;
433         switch (ret) {
434         case MMU_ITLB_MISS:
435         case MMU_DTLB_MISS_READ:
436             env->exception_index = 0x040;
437             break;
438         case MMU_DTLB_MULTIPLE:
439         case MMU_ITLB_MULTIPLE:
440             env->exception_index = 0x140;
441             break;
442         case MMU_ITLB_VIOLATION:
443             env->exception_index = 0x0a0;
444             break;
445         case MMU_DTLB_MISS_WRITE:
446             env->exception_index = 0x060;
447             break;
448         case MMU_DTLB_INITIAL_WRITE:
449             env->exception_index = 0x080;
450             break;
451         case MMU_DTLB_VIOLATION_READ:
452             env->exception_index = 0x0a0;
453             break;
454         case MMU_DTLB_VIOLATION_WRITE:
455             env->exception_index = 0x0c0;
456             break;
457         case MMU_IADDR_ERROR:
458         case MMU_DADDR_ERROR_READ:
459             env->exception_index = 0x0c0;
460             break;
461         case MMU_DADDR_ERROR_WRITE:
462             env->exception_index = 0x100;
463             break;
464         default:
465             cpu_abort(env, "Unhandled MMU fault");
466         }
467         return 1;
468     }
469
470     address &= TARGET_PAGE_MASK;
471     physical &= TARGET_PAGE_MASK;
472
473     tlb_set_page(env, address, physical, prot, mmu_idx, TARGET_PAGE_SIZE);
474     return 0;
475 }
476
477 target_phys_addr_t cpu_get_phys_page_debug(CPUState * env, target_ulong addr)
478 {
479     target_ulong physical;
480     int prot;
481
482     get_physical_address(env, &physical, &prot, addr, 0, 0);
483     return physical;
484 }
485
486 void cpu_load_tlb(CPUSH4State * env)
487 {
488     int n = cpu_mmucr_urc(env->mmucr);
489     tlb_t * entry = &env->utlb[n];
490
491     if (entry->v) {
492         /* Overwriting valid entry in utlb. */
493         target_ulong address = entry->vpn << 10;
494         tlb_flush_page(env, address);
495     }
496
497     /* Take values into cpu status from registers. */
498     entry->asid = (uint8_t)cpu_pteh_asid(env->pteh);
499     entry->vpn  = cpu_pteh_vpn(env->pteh);
500     entry->v    = (uint8_t)cpu_ptel_v(env->ptel);
501     entry->ppn  = cpu_ptel_ppn(env->ptel);
502     entry->sz   = (uint8_t)cpu_ptel_sz(env->ptel);
503     switch (entry->sz) {
504     case 0: /* 00 */
505         entry->size = 1024; /* 1K */
506         break;
507     case 1: /* 01 */
508         entry->size = 1024 * 4; /* 4K */
509         break;
510     case 2: /* 10 */
511         entry->size = 1024 * 64; /* 64K */
512         break;
513     case 3: /* 11 */
514         entry->size = 1024 * 1024; /* 1M */
515         break;
516     default:
517         cpu_abort(env, "Unhandled load_tlb");
518         break;
519     }
520     entry->sh   = (uint8_t)cpu_ptel_sh(env->ptel);
521     entry->c    = (uint8_t)cpu_ptel_c(env->ptel);
522     entry->pr   = (uint8_t)cpu_ptel_pr(env->ptel);
523     entry->d    = (uint8_t)cpu_ptel_d(env->ptel);
524     entry->wt   = (uint8_t)cpu_ptel_wt(env->ptel);
525     entry->sa   = (uint8_t)cpu_ptea_sa(env->ptea);
526     entry->tc   = (uint8_t)cpu_ptea_tc(env->ptea);
527 }
528
529  void cpu_sh4_invalidate_tlb(CPUSH4State *s)
530 {
531     int i;
532
533     /* UTLB */
534     for (i = 0; i < UTLB_SIZE; i++) {
535         tlb_t * entry = &s->utlb[i];
536         entry->v = 0;
537     }
538     /* ITLB */
539     for (i = 0; i < UTLB_SIZE; i++) {
540         tlb_t * entry = &s->utlb[i];
541         entry->v = 0;
542     }
543
544     tlb_flush(s, 1);
545 }
546
547 void cpu_sh4_write_mmaped_utlb_addr(CPUSH4State *s, target_phys_addr_t addr,
548                                     uint32_t mem_value)
549 {
550     int associate = addr & 0x0000080;
551     uint32_t vpn = (mem_value & 0xfffffc00) >> 10;
552     uint8_t d = (uint8_t)((mem_value & 0x00000200) >> 9);
553     uint8_t v = (uint8_t)((mem_value & 0x00000100) >> 8);
554     uint8_t asid = (uint8_t)(mem_value & 0x000000ff);
555     int use_asid = (s->mmucr & MMUCR_SV) == 0 || (s->sr & SR_MD) == 0;
556
557     if (associate) {
558         int i;
559         tlb_t * utlb_match_entry = NULL;
560         int needs_tlb_flush = 0;
561
562         /* search UTLB */
563         for (i = 0; i < UTLB_SIZE; i++) {
564             tlb_t * entry = &s->utlb[i];
565             if (!entry->v)
566                 continue;
567
568             if (entry->vpn == vpn
569                 && (!use_asid || entry->asid == asid || entry->sh)) {
570                 if (utlb_match_entry) {
571                     /* Multiple TLB Exception */
572                     s->exception_index = 0x140;
573                     s->tea = addr;
574                     break;
575                 }
576                 if (entry->v && !v)
577                     needs_tlb_flush = 1;
578                 entry->v = v;
579                 entry->d = d;
580                 utlb_match_entry = entry;
581             }
582             increment_urc(s); /* per utlb access */
583         }
584
585         /* search ITLB */
586         for (i = 0; i < ITLB_SIZE; i++) {
587             tlb_t * entry = &s->itlb[i];
588             if (entry->vpn == vpn
589                 && (!use_asid || entry->asid == asid || entry->sh)) {
590                 if (entry->v && !v)
591                     needs_tlb_flush = 1;
592                 if (utlb_match_entry)
593                     *entry = *utlb_match_entry;
594                 else
595                     entry->v = v;
596                 break;
597             }
598         }
599
600         if (needs_tlb_flush)
601             tlb_flush_page(s, vpn << 10);
602         
603     } else {
604         int index = (addr & 0x00003f00) >> 8;
605         tlb_t * entry = &s->utlb[index];
606         if (entry->v) {
607             /* Overwriting valid entry in utlb. */
608             target_ulong address = entry->vpn << 10;
609             tlb_flush_page(s, address);
610         }
611         entry->asid = asid;
612         entry->vpn = vpn;
613         entry->d = d;
614         entry->v = v;
615         increment_urc(s);
616     }
617 }
618
619 int cpu_sh4_is_cached(CPUSH4State * env, target_ulong addr)
620 {
621     int n;
622     int use_asid = (env->mmucr & MMUCR_SV) == 0 || (env->sr & SR_MD) == 0;
623
624     /* check area */
625     if (env->sr & SR_MD) {
626         /* For previledged mode, P2 and P4 area is not cachable. */
627         if ((0xA0000000 <= addr && addr < 0xC0000000) || 0xE0000000 <= addr)
628             return 0;
629     } else {
630         /* For user mode, only U0 area is cachable. */
631         if (0x80000000 <= addr)
632             return 0;
633     }
634
635     /*
636      * TODO : Evaluate CCR and check if the cache is on or off.
637      *        Now CCR is not in CPUSH4State, but in SH7750State.
638      *        When you move the ccr inot CPUSH4State, the code will be
639      *        as follows.
640      */
641 #if 0
642     /* check if operand cache is enabled or not. */
643     if (!(env->ccr & 1))
644         return 0;
645 #endif
646
647     /* if MMU is off, no check for TLB. */
648     if (env->mmucr & MMUCR_AT)
649         return 1;
650
651     /* check TLB */
652     n = find_tlb_entry(env, addr, env->itlb, ITLB_SIZE, use_asid);
653     if (n >= 0)
654         return env->itlb[n].c;
655
656     n = find_tlb_entry(env, addr, env->utlb, UTLB_SIZE, use_asid);
657     if (n >= 0)
658         return env->utlb[n].c;
659
660     return 0;
661 }
662
663 #endif
This page took 0.060978 seconds and 4 git commands to generate.